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高速铁路插板式冷弯钢声屏障结构分析与试验研究
| 论文题名： | 高速铁路插板式冷弯钢声屏障结构分析与试验研究 |
| 关键词： | 高速铁路;插板式声屏障;冷弯钢;脉动力;疲劳寿命 |
| 摘要： | 铁路的高速行车是其现代化程度的标志之一，提高行车速度也是其在交通运输市场中提高竞争能力的一个重要手段。随着列车速度的大幅提高，列车经过声屏障区域时产生的气动压力和气动吸力越来越大，列车脉动力作用产生的动力效应越来越明显。本文依托现有高速铁路声屏障的结构形式，目的在于提供一种结构性能优良、施工便利、造价较低的声屏障。 目前已投入使用的插板式金属声屏障大多采用铝合金材料，本文结合插板式声屏障的优点，以价格较低的钢材代替铝合金，提出了插板式冷弯钢声屏障。本文首先参考铁路桥梁相关设计规范对声屏障结构进行承载力和正常使用状态设计；借助有限元分析软件(ANSYS)对声屏障结构进行静力和动力分析，包括模态分析以及在列车脉动力作用下的动力响应。研究结果表明，在同等条件下，冷弯钢声屏障结构动力响应比铝合金声屏障结构动力响应小，在脉动力作用下不会出现共振，受力性能满足设计要求；根据有限元分析结果进行优化设计，比较声屏障参数（单元板壁厚、材料）不同时结构的受力性能和经济效益，提出一种综合效益突出的结构组合。 此外，本文对插板式冷弯钢声屏障结构进行模态测试，根据测试结果评定结构的动力特性。试验结果表明，声屏障结构的自振频率远大于列车脉动力的频率，不会产生共振，且有限元软件模态分析结果与模态试验结果一致。 本文结合脉动力作用的特点，制作了两块声屏障单元板，进行静载试验和等幅加载疲劳试验；分析了单元板在静载和疲劳荷载作用下的工作性能，并根据试验结果进行声屏障结构疲劳寿命预测。研究表明，在设计使用年限内，插板式冷弯钢声屏障能完全满足疲劳性能要求，研究成果可供高速铁路声屏障工程设计应用参考。 |
| 作者： | 申真真 |
| 专业： | 土木工程;防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 张继文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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