主梁结构形式对大跨度钢桥车致结构噪声影响机理研究
大跨度钢桥由于轻质高强的特性在城市轨道交通网络中应用广泛，其结构噪声问题也十分显著，而现有桥梁在设计初期阶段往往忽略了结构选型方面的降噪设计。本研究依托所建立的大跨度钢桥结构噪声预测模型，系统性地对比研究了主梁结构形式对大跨度钢桥车致结构噪声的影响机理，主要研究工作及结论如下： （1）简述国内城市轨道交通的发展现状、对桥梁结构噪声污染问题研究的紧迫性和必要性以及本文的研究意义。归纳整理现有的桥梁结构噪声试验和理论方面的研究现状，阐述本研究的可行性。 （2）开展现场试验，总结大跨度钢桁梁斜拉桥在列车荷载作用下的构件振动和近场噪声辐射规律。在50km/h列车荷载作用下，下层桥面系的桥面板的振动加速度级最大，横梁、纵梁、翼缘板次之，振动加速度级优势频段均为40~160Hz。下层桥面系横梁在不同跨腹板中心处的三个近场噪声测点的频域分布规律基本一致，优势频段均为63~2500Hz。 （3）基于SEA建立了大跨度钢桥车致结构噪声预测模型，确定了SEA基本参数，建立了子系统间功率平衡方程，以轨道板与桥面板间的竖向离散频域支撑力作为输入激励。以钢桁梁为例将振动和噪声测点的试验结果与仿真结果对比，发现其频域曲线分布规律一致，曲线吻合良好，有较好的可靠性。 （4）依托所建立的模型对钢桁梁、钢箱梁、叠合梁三种结构形式主梁的振动能量分布情况、远场结构噪声的辐射特性和衰减规律、各类构件的声贡献量进行了对比分析。结果表明：三种结构形式主梁的振动能量最大值均出现在直接接受外界输入激励的桥面板；三者远场噪声辐射均呈宽频分布，峰值均出现在40Hz、63Hz、100Hz、160Hz处，此外钢箱梁和叠合梁在500~1000Hz的中高频也表现出峰值；三者跨中断面的结构噪声等压线均呈半弧形分布，钢桁梁和钢箱梁的远场噪声辐射和衰减水平相当，而叠合梁远场的总声级可降低2~6dB(A)；钢桁梁下层桥面系在水平和垂直方向的声贡献量可达59.44%和72.08%，其中以桥面板声贡献量最大，钢箱梁和叠合梁的主要声构件均为桥面板；叠合梁的混凝土桥面板对输入激励有更小的传递效率，可以减小能量向其他构件的传递，从而降低其噪声辐射水平。
大跨度钢桥;车致结构噪声;预测模型;主梁结构形式
西南交通大学
硕士
桥梁与隧道工程
李小珍
2022
中文
U448.36;U441.3
2022-12-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）