列車通過橋梁時,振動能量通過軌道結(jié)構(gòu)傳遞到橋面及其它橋梁構(gòu)件,并激發(fā)其振動,成為一個個大小不一的“聲板”,由此形成噪聲的“二次輻射”,導(dǎo)致橋梁區(qū)段成為噪聲地圖上的“熱點(diǎn)”。本文結(jié)合數(shù)值分析和現(xiàn)場試驗(yàn)對橋梁結(jié)構(gòu)噪聲進(jìn)行預(yù)測與控制研究,主要內(nèi)容包括：（1）對有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測與控制的研究進(jìn)行了系統(tǒng)歸納和總結(jié),包括橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的試驗(yàn)研究、數(shù)值分析方法（有限元法、邊界元法、統(tǒng)計(jì)能量法等）和降噪措施（建筑材料、聲屏障、隔振與減振、粘彈性阻尼材料、橋梁結(jié)構(gòu)形式等）三方面內(nèi)容。（2）結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)形式,對比分析了國內(nèi)外四座高架橋的實(shí)測噪聲頻譜曲線,指出了目前橋梁結(jié)構(gòu)噪聲試驗(yàn)在測試設(shè)備、評價方法、聲源辨識和測點(diǎn)布置四方面存在的問題,并探討了橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的評價和辨識方法。在此基礎(chǔ)上,以32m混凝土簡支箱梁為研究對象,開展了橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的試驗(yàn)研究,針對四類測點(diǎn)（參考點(diǎn)、梁下測點(diǎn)、梁縫測點(diǎn)和梁側(cè)測點(diǎn)）,對實(shí)測噪聲的時域特性、頻譜特性和傳播規(guī)律等進(jìn)行了分析。（3）基于列車-軌道-橋梁耦合振動理論、邊界元法和統(tǒng)計(jì)能量分析,提出了橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的全頻段預(yù)測方法。將橋梁振動響應(yīng)作為邊界元模型的邊界輸入,將鋼軌振動響應(yīng)... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：184 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 軌道交通的噪聲源
        1.1.2 軌道交通的噪聲污染
    1.2 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的研究進(jìn)展
        1.2.1 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的試驗(yàn)研究
        1.2.2 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的理論分析
        1.2.3 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的控制
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的實(shí)測、評價與辨識
    2.1 典型噪聲試驗(yàn)的對比分析
        2.1.1 日本、瑞士、香港等四座高架橋
        2.1.2 噪聲測試中存在的問題
    2.2 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的評價量研究
        2.2.1 一般聲學(xué)評價量
        2.2.2 軌道交通噪聲評價方法與標(biāo)準(zhǔn)
        2.2.3 低頻噪聲的評價
        2.2.4 聲品質(zhì)
    2.3 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的辨識
    2.4 32m混凝土簡支箱梁噪聲試驗(yàn)
        2.4.1 工程概述
        2.4.2 試驗(yàn)方案
        2.4.3 測試結(jié)果及分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲理論模型與數(shù)值仿真分析
    3.1 結(jié)構(gòu)聲輻射數(shù)值仿真理論基礎(chǔ)
        3.1.1 理想流體媒質(zhì)的三個基本方程
        3.1.2 波動方程
        3.1.3 亥姆霍茲方程
        3.1.4 聲場邊界條件
    3.2 基于亥姆霍茲方程的邊界元求解方法
        3.2.1 直接邊界元法
        3.2.2 間接邊界元法
    3.3 基于“強(qiáng)耦合”假設(shè)的統(tǒng)計(jì)能量分析
        3.3.1 能量平衡方程
        3.3.2 子系統(tǒng)的三個參數(shù)
        3.3.3 橋梁子系統(tǒng)的振動響應(yīng)
        3.3.4 橋梁結(jié)構(gòu)聲輻射
    3.4 聲反射和聲衍射
    3.5 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲全頻段預(yù)測的實(shí)現(xiàn)
        3.5.1 基本假設(shè)
        3.5.2 分析頻段的劃分
        3.5.3 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲全頻段預(yù)測程序
        3.5.4 算例驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 32m雙線混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)噪聲理論研究
    4.1 結(jié)構(gòu)噪聲的BEM分析（250 Hz以下頻段）
        4.1.1 橋梁結(jié)構(gòu)的動力行為
        4.1.2 邊界元分析模型
    4.2 結(jié)構(gòu)噪聲的SEA分析（250 Hz及以上頻段）
        4.2.1 統(tǒng)計(jì)能量分析模型
        4.2.2 系統(tǒng)能量輸入
        4.2.3 “強(qiáng)耦合”假設(shè)的驗(yàn)證
    4.3 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲理論與實(shí)測對比
    4.4 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的空間分布規(guī)律
        4.4.1 考察場點(diǎn)
        4.4.2 跨中橫斷面聲場分布
        4.4.3 近軌側(cè)25m縱斷面聲場分布
    4.5 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的幾個影響因素分析
        4.5.1 車速
        4.5.2 墩高
        4.5.3 聲屏障
        4.5.4 地面聲反射
    4.6 本章小結(jié)
第5章 不同結(jié)構(gòu)形式橋梁的振動與噪聲特性研究
    5.1 32m單線混凝土簡支箱梁
        5.1.1 材料屬性
        5.1.2 板厚
        5.1.3 腹板傾角
        5.1.4 邊界條件
    5.2 32m雙線單箱單室與單箱雙室混凝土簡支箱梁
        5.2.1 自振特性對比
        5.2.2 橋梁振動特性分析
        5.2.3 橋梁聲輻射特性對比
    5.3 32m雙線混凝土簡支U形梁
        5.3.1 動力分析模型及自振特性
        5.3.2 橋梁振動特性分析
        5.3.3 橋梁聲輻射特性分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的減振、降噪研究
    6.1 移動集中力-簡支箱梁-MTMDs耦合振動模型及其運(yùn)動方程
        6.1.1 時域內(nèi)的運(yùn)動微分方程
        6.1.2 微分方程的模態(tài)解耦
    6.2 MTMDs的最優(yōu)控制參數(shù)
    6.3 MTMDs的減振、降噪效果研究
        6.3.1 工程概況
        6.3.2 減振效果分析
        6.3.3 MTMDs的降噪效果研究
    6.4 本章小結(jié)
第7章 橋梁結(jié)構(gòu)聲輻射模態(tài)分析和主動控制研究
    7.1 矩形板的振動模態(tài)分析
        7.1.1 輻射聲功率的解析式
        7.1.2 輻射效率及振動模態(tài)輻射效率
        7.1.3 數(shù)值算例
    7.2 矩形板的聲輻射模態(tài)分析
        7.2.1 輻射聲功率的解耦
        7.2.2 數(shù)值算例
    7.3 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的聲輻射模態(tài)分析
        7.3.1 聲傳遞矩陣與模態(tài)聲傳遞矩陣
        7.3.2 復(fù)雜結(jié)構(gòu)輻射聲功率的解禍
        7.3.3 U形梁的聲輻射模態(tài)分析
    7.4 橋梁結(jié)構(gòu)噪聲的主動控制
        7.4.1 主動控制策略
        7.4.2 數(shù)值算例
    7.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3020086