轨道交通槽形梁结构低频噪声预测与优化

为降低轨道交通槽形梁在列车动荷载作用下辐射的低频噪声,以轨道交通30m简支槽形梁为研究对象,基于车桥耦合分析模型,利用有限元法和声传递向量法计算分析槽形梁辐射的结构噪声及其特性。利用中心组合试验设计方法,建立槽形梁结构低频噪声优化的响应面模型,利用序列二次算法求出槽形梁结构声学最优的截面尺寸。结果表明:槽形梁结构振动与噪声的峰值频率在63 Hz附近,其与轮轨耦合振动的峰值频率有关,当频率为63Hz时,槽形梁结构噪声的辐射范围最广,衰减最慢。槽形梁结构噪声辐射的主要区域为槽形梁的上部和下部,且槽形梁上部区域的结构噪声大于下部区域。优化后的槽形梁底板厚度为0.294m,腹板厚度为0.244m。优化后槽形梁声场场点的总声压级可降低3dB左右,且面声场的整体降噪效果也较好。     

高速铁路32m简支箱梁声辐射特性研究

将列车-轨道-桥梁耦合振动理论与声辐射分析边界元法相结合,分析高速铁路32m单箱单室和单箱双室箱梁声辐射特性。结果表明:单箱单室箱梁动力响应均大于单箱双室箱梁,2种截面梁型在10～100Hz范围内振动密集,表现出结构局部振动特性,须采用板单元进行动力分析;箱梁结构噪声以低频为主,分布在小于250Hz频带内,适合采用边界元法求解;各场点声压级在梁底空间变化较小,距离每增加2m,声压级平均降低1.2dB,越靠近地面,声压级衰减越小;各场点声压级随与桥梁中心线距离的增大而减小,距离每增加9m,声压级平均降低3.7dB;距桥梁中心线25m处,各场点声压级随距地面高度增加而减小;行车速度为160～240km/h时,单箱单室箱梁比单箱双室箱梁声压级平均大14.2～4.3dB,速度越高,声压级差别越小。     

城市轨道交通单线U型梁振动与噪声分析

研究目的:针对日益严重的桥梁结构低频噪声问题,本文建立钢轨、无砟轨道、桥梁结构的梁-板振动有限元预测模型,分析城市轨道交通单线U型梁在垂向轮轨力作用下20~200 Hz范围内频域的振动及其近场、远场的结构噪声特性,同时分析U型梁各板件的声贡献量。通过对U型梁进行振动噪声分析,提出截面优化建议。研究结论:(1)U型梁的振动幅值峰值出现在31.5~63 Hz左右,翼板的振动幅值最大,其次是底板和腹板;(2)由钢轨到U型梁的振动功率级损失在16.9~20 dB左右,U型梁各板件的振动功率级与其声压贡献量的规律基本一致,底板腹板翼板;(3)在近场点各板件的声压级峰值都在50 Hz,底板的声压级最大,其次是腹板和翼板;(4)远场噪声主要受底板的作用影响,其声压贡献量达到81%左右,因此应作为主要降噪对象,而翼板的振动峰值虽大,但对声场的影响很小,几乎可以忽略不计;(5)该研究成果可为城市轨道交通的桥梁采取减振降噪措施提供借鉴。     

基于模态贡献量分析方法的地铁车辆结构降噪优化研究

地铁列车的运行过程中伴随着不同程度的车体板件振动,由此而引起的车体板件辐射噪声是地铁列车车内噪声的重要来源之一。应用模态贡献量分析方法,研究了车体板件的振动对车内场点声压级的影响特性,并通过修改局部板件等效厚度的方式改善车内声场。将地板等效厚度减少2 mm后,场点43 Hz、82 Hz频率处的线性声压级均降低了6 dB以上。通过模态贡献量分析找出对车内噪声贡献较大的模态,并结合其模态振型以及板件节点贡献量分析进行针对性结构优化,这种方法可以起到改善车内场点处声学响应的效果。     

轨道交通槽形梁结构振动与噪声特性研究

为研究轨道交通槽形梁结构振动与噪声的特性,基于车辆-轨道耦合动力学模型,利用有限元和边界元法分析槽形梁结构的声振特性,得到槽形梁底板的垂向振动加速度振级和腹板的横向振动加速度振级的峰值频率均为63 Hz;槽形梁结构噪声的线性声压级的峰值频率在31.5~80 Hz之间,且离桥梁的距离越远,场点的最大线性声压级越小。研究结果表明:采用固支边界条件的槽形梁结构自振频率较大,且具有显著的减振降噪效果,结果可为轨道交通槽形梁的结构声学优化提供理论参考。     

城市轨道交通高架桥结构噪声声场分布及传播规律研究

对安装有全封闭声屏障的城市轨道交通高架桥及沿线进行噪声测试,并对测试结果的频域和声场分布进行分析。结果表明:桥梁结构噪声以低频为主,峰值出现在50~80 Hz频段范围内;腹板和翼板近场噪声频谱特性基本一致,底板近场噪声总声压级最大,但某些频段声压却较小;桥梁结构噪声总体上随着横向距离增大而逐渐衰减,但局部由于干涉作用出现随着距离增大频段声压反而增大的现象;在地面反射波的作用下,声场沿垂向呈现出复杂的变化规律,且地面反射对远场近地面噪声影响较大。     

城市轨道交通桥梁振动及噪声辐射研究

高架结构在轨道交通中的比例愈来愈大,城轨桥梁振动引起的噪声辐射问题也引起越来越多的关注。利用边界元方法对槽型梁、箱型梁及T型梁3种不同截面形式的城轨桥梁的振动噪声辐射进行分析,研究结果表明:在列车荷载作用下槽型梁的位移响应最大,其次为箱型梁,T型梁的位移响应最小;城轨桥梁下部场点的声压级普遍大于上部场点的声压级;距离轨道中心线0~10 m范围内,槽型梁的场点声压级最大,其次为T型梁,箱型梁的场点声压级最小;10~40 m范围内T型梁的场点声压级最大,其次为箱型梁,槽型梁的场点声压级最小;列车的运行参数对结构的振动响应和振动噪声辐射有显著影响。     

地面隔声墙高度对轨道交通高架结构噪声影响研究

以轨道交通32 m双线混凝土简支箱梁为研究对象,采用现场实测及有限元、声学边界元联合仿真的方法,分析列车运行条件下桥梁低频结构辐射噪声的声场分布,在此基础上,考虑在桥梁附近设立不同高度的地面隔声墙,分析隔声墙高度对桥梁结构噪声的影响。研究结果表明:桥梁振动辐射的噪声主要集中在底板附近,以小于250 Hz的低频噪声为主,全局峰值出现在50～63 Hz频率段;在一些较为复杂的现场工况,例如居民楼距高架桥的距离较近,在居民楼和桥梁之间设立的隔声墙,可以在一定程度上降低桥梁结构噪声对居民生活的影响;位于桥梁附近的隔声墙对于墙后的场点有一定的降噪效果,降噪效果与隔声墙高度呈非线性关系,在考虑经济效益和美观的情况下,可以设立2.3 m左右的隔声墙。     

箱型桥梁结构的面板声学贡献分析

以高速铁路32 m混凝土简支箱型桥梁为研究对象,通过有限元软件建立了轨道-桥梁分析模型,采用车辆-轨道-桥梁耦合振动理论,分析了桥梁结构的竖向振动,并将得到的竖向振动响应作为边界条件,导入到箱梁边界元模型中预测箱梁结构噪声。同时基于面板声学贡献分析理论,进行了箱梁梁体的面板声压贡献分析和声功率贡献分析,确定箱梁梁体辐射噪声的最大部位。研究结果表明:列车以200 km/h的速度运行在高架轨道上时,箱梁梁体辐射噪声主要集中0-100 Hz范围内,其中在20 Hz和42 Hz左右有比较突出峰值。同时由面板声学贡献分析可知箱梁梁体主要辐射噪声的部位是箱梁的顶板和两侧翼缘板下面板。     

铁路结合梁桥结构噪声的数值预测与试验验证

基于车-线-桥耦合振动和统计能量分析,提出铁路钢-混结合梁桥车致振动与结构噪声的理论计算方法。车-线-桥耦合振动分析中,采用有限元方法建立梁-板混合模型,计算桥面板的振动能量,代入并求解统计能量平衡方程,得到桥梁各子系统间的振动能量传递,根据桥梁各构件的振动响应计算桥梁辐射的结构噪声。通过对某三跨钢-混结合梁桥辐射噪声进行现场实测,验证了理论预测模型。分析结果表明:结合梁桥结构噪声主要位于20~1 000Hz频段,计算此类桥梁结构噪声时截止频率可以取1 000Hz;计算主跨跨中断面距近轨不超过25m场点的结构噪声时,可忽略邻跨的影响;全频段内下翼缘辐射噪声最小,315 Hz以上频段以腹板辐射噪声为主,315Hz以下频段以桥面板和钢梁腹板辐射噪声为主。     

软土路基沉降预测方法探讨

双曲线法、指数曲线法和三点法均是软土路基沉降预测的常用方法,此三种方法对沉降观测时间均有要求。为此,以某高铁试验段的塑料排水板联合超载预压加固处理测出的路基沉降数据为基础,分析这三种方法的适应性和稳定性。结论为:在恒载6个月内,不同预测方法和实测值变化规律基本一致;双曲线法预测的最终沉降总体上较其他方法大;指数法一和三点法以前3个月、后3个月和6个月数据为基础的预测规律最接近,以前3个月和后3个月的数据为基础的两次预测的沉降差值最小。     

地铁车站施工工法对交通疏解影响分析

通过对地铁车站常用施工工法分析,从施工工艺、经济投资、质量安全、工期保障等诸多方面对不同工法进行深入研究,以实际工程为背景,指出地铁车站施工中应结合具体城市交通运行现状、地形地貌等选择合理的施工工法,将不同工法对交通疏解的影响以及具体解决方法进行了阐述,提出"区域化疏解"理念,以期为今后类似工程设计提供借鉴及参考。     

桩基础简化模型在桥梁抗震中的应用

研究目的：桩基础结构轻巧多样，便于因地制宜，适应性较强，使用越来越广泛。但在实际应用中，对结构物抗震性能至关重要的地基基础抗震理论还未形成定论。本文以连续梁为例，针对在地震作用下，分析桩基础模拟各种方法的优缺点，并对工程实践提出了建议。研究结论：嵌固模型计算的结构整体刚度偏大，结构基本周期偏小。在地震作用下，计算的结构内力偏大，造成设计过于保守；但对结构位移估计不足，应引起重视。m法模型能较为详细地考虑桩基础与桥梁结构的共同作用，同时也能反映土体影响，是比较合理的一种方法；但建模工作量大，耗费机时。6弹簧模型可以得出与m法模型类似的结果，并且建模工作量小，适于常规设计。     

综合物探技术在潍烟线金矿采空区勘察中的应用

为查明潍烟线灵山蒋家金矿采空区分布,针对测区内采空区空间分布复杂、埋深变化大,以及存在高压线、道路干扰等情况,选用测氡法、重力法、地震映像法以及天然源音频大地电磁法开展工作。测氡法和重力法可以发挥其抗干扰能力强,数据可靠等优势,为采空区平面范围的圈定提供依据;地震映像法可以进一步验证采空区范围;天然源大地电磁法可以满足采空区的勘察深度要求。研究表明,通过4种物探方法的优势互补、联合应用,精确划定了采空区的范围,研究成果对类似铁路采空区勘察研究具有一定的借鉴意义。     

盾构隧道内力分析方法的对比研究

阐述了修正惯用法、弹性支承法和梁-弹簧-压杆法的计算原理,结合某盾构隧道实例,分别运用3种方法对比分析了盾构隧道弹性抗力的分布特点和规律及其对结构内力的影响。研究表明:管片接头效应主要影响衬砌弯矩,对衬砌轴力影响有限;径向弹性抗力有助于削弱管片衬砌弯矩,增大管片衬砌轴力;修正惯用法获得的弯矩值最大,弹性支承法次之,梁-弹簧-压杆法最小,而轴力值基本不受分析方法的影响。建议盾构隧道初步设计时采用修正惯用法,施工图设计时采用可编程的弹性支承法,工程研究分析时采用梁-弹簧-压杆法。     

非断管法驳接给水管道技术探讨

目前给水支管驳接所采用的方法大部分还是沿用切断既有给水主干管后形成空间,然后重新组装管件形成支管的方法进行。但随着城市政建设的发展,保持连续供水要求越来越高,采用传统的驳接的方法作业停水时间长,管道配件多,成本大,施工复杂。因此寻找一种行之有效的驳接方案是目前给水管线新旧管驳接迫切的任务,为此就非断管法驳接给水新旧管技术应用进行探讨。     

基于有限元技术的构件疲劳寿命计算

以转8A型转向架侧架为例,介绍了有限元技术应用于构件疲劳寿命分析的过程。按照"准静态"方法将有限元分析得到的静态应力与实测的载荷时间历程相结合得到模型上各点应力时间历程,结合ZG230 450材料的S N关系进行了结构整体的疲劳寿命计算。有限元分析软件是I DEAS,疲劳寿命分析软件是FE FATIGUE。     

双线公路隧道下穿铁路隧道不同施工工法理论研究

针对新建隧道下穿既有铁路隧道施工安全性问题,基于有限元摩尔库伦原理对不同施工工法的三维隧道交叉模型进行模拟分析。对比分析CD法、CRD法和双侧壁导坑法的新建公路隧道下穿既有铁路隧道引起的公路隧道施工不同部位稳定性演变和运营铁路隧道沉降变化,以期为类似工程提供借鉴作用。研究结果表明:对于自身隧道开挖,双侧壁导坑法在控制拱顶沉降具有一定优势,但在水平收敛上CRD法效果最好,其次是双侧壁导坑法。不同工法对既有铁路隧道的沉降影响不同,采用双侧壁导坑法公路隧道施工对既有铁路隧道的沉降影响最小,且不建议在交叉隧道处采用CD法进行施工。     

爆炸法加固软土地基的试验研究

研究目的:尝试在软土地基处理进程中取代强夯产生的动载荷的新方法。研究方法:本文通过宁启铁路线DK 172 000~DK 172 200段软土路基现场试验,对比分析爆炸法和堆载预压法处理饱和软土地基的固结效果。通过地表沉降、全断面沉降、侧向位移的现场观测结果分析,获得了爆炸后软土地基的沉降规律。研究结果:证明了爆炸法可以达到软土地基加固处理的效果,并且地表沉降速率加快,有利于缩短软基固结处理时间。研究结论:文中提出爆炸动力固结法处理软土地基的工艺过程,并对爆炸法和强夯法等动力固结处理软土地基的作用机制进行了比较分析,理论上推断爆炸法比较适宜对深层软土地基的加固处理。     

高速铁路轨道控制网高程网测量新方法

目前高速铁路轨道控制网（CPIII）高程网的水准测量方法有德国的中视法和我国的矩形法。但这2种方法在测量实际中的效率并不够高,需进一步改进当前的测量方法提高生产效率。基于高精度的电子水准仪单次测量数据的精度和可靠性高的考虑,提出1种外业测量效率更高的电子水准仪CPIII高程网测量新方法。通过介绍该方法的外业测量原理和数据处理过程,阐述采用该方法获取外业测量数据的可靠性,同时研制该方法的数据处理软件并且用于实例计算。研究结果论证了该方法的可行性,建议在高速铁路工程测量规范修订时引进该方法并在实际工程中应用。