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全封闭声屏障高铁桥梁结构优化与施工关键技术研究
| 论文题名： | 全封闭声屏障高铁桥梁结构优化与施工关键技术研究 |
| 关键词： | 高铁桥梁;全封闭声屏障;车桥耦合;结构辐射噪声;施工工艺 |
| 摘要： | 截至2021年12月31号，我国高速铁路运营里程已达到4万公里，越来越多的高铁线路在规划建设中，不可避免地穿过人群密集区，高铁产生的噪声会对沿线居民产生较大影响。安设全封闭声屏障作为一种有效的降噪措施，近几年逐渐走进人们视野。然而该措施在高铁项目上应用较少，其整体工程的设计与施工仍存在较多问题。为此，本文通过数值模拟和现场实测的方法，重点从动力及结构噪声特性两方面，对高铁桥梁与全封闭声屏障两部分的结构优化进行对比分析，对整体工程的关键施工工艺进行探究。本文相关研究可以为全封闭声屏障高速铁路桥梁声学特性研究、设计和施工提供借鉴。全文主要工作和结论如下： （1）建立了车桥耦合动力分析模型，建立了结构辐射噪声预测模型，阐述了关于车桥动力响应及结构噪声特性的结构优化对比评价指标和方法。 （2）对比分析了单箱单室箱梁、斜撑箱梁及优化箱梁的静力、动力以及结构噪声特性，结果表明：斜撑箱梁与优化箱梁在增加梁体刚度、减震与降噪三方面的性能优化效果相近，但在建造及后期维护方面，优化箱梁更有优势，在今后的类似工程中优化箱梁当属更优选择。 （3）探究了有无全封闭声屏障、钢结构参数的变化与声屏障形式的变化三个方面，对整个耦合系统动力特性以及结构噪声特性的影响，结果表明：安设全封闭声屏障对整体桥梁可起到减震作用，但会增加周围环境的结构噪声；扩大拱架间横向系杆尺寸或者拱架截面参数会减少全封闭声屏障产生的结构噪声；封闭全封闭声屏障的天窗封可减少声屏障顶部扇形区域内的声压级，但对其他区域影响较小，大部分地区对声屏障顶部的降噪需求较小，采用带有天窗的全封闭声屏障完全可以满足要求。 （4）探究了单孔模型与三孔模型全封闭声屏障高铁桥梁结构噪声空间分布规律，结果表明：在纵桥向上跨中的结构噪声声压级最大向两侧逐渐减少，在各横截面内噪声大致分为三类传播路径，三孔模型的线性计权声压级云图更加具有对称性，在数值上存在2dB左右的差异，建议在后续研究中采用多孔桥跨模型。 （5）通过对全封闭声屏障高铁桥梁关键施工工艺的总结研究，优化了拱架吊装工艺，提出了施工误差的相关限值。结论如下：吊带越长，两吊点组成的圆心角越大，拱架拱脚在施工过程中变形量越小，建议施工中采用9m吊带与圆心角50°的组合。针对基础与节段拱架施工分别提出了误差限值。 |
| 作者： | 姚振 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 战家旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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