轨道交通桥梁减振降噪2019年度研究进展
发布时间：2022-01-09 09:59
列车通过高架桥梁时,振动能量通过轨道结构传递到桥面及其他桥梁构件,激发桥梁振动并向空中辐射噪声,这被称为"桥梁结构噪声"。近年来,随着高速铁路和城市轨道交通的迅猛发展,轨道交通桥梁结构噪声预测方法、产生机理及控制措施研究已成为一个热门研究方向。另外,随着桥上声屏障的广泛应用,其降噪性能、振动及二次结构噪声特性研究也成为一个热门研究方向。梳理了近一年来轨道交通桥梁及桥上声屏障的振动噪声相关研究,总结了当前的研究热点,展望了未来的发展趋势。
【文章来源】：土木与环境工程学报(中英文). 2020,42(05)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
城市轨道交通箱梁波导有限元二维边界元模型示意图[6]
一些学者通过声模态贡献量、声辐射贡献量、导波特性分析，从不同角度研究了混凝土桥梁结构振动声辐射机理。刘林芽等[12]基于声模态贡献量分析，研究了引起高速铁路32m混凝土简支箱梁结构噪声峰值的振动模态，结果表明，箱梁的第16阶模态（翼缘板局部振动）和第62阶模态（顶板局部振动）分别是引起31.5、80Hz箱梁结构噪声峰值的原因。张小安[2]通过数值仿真分析了轨道交通箱梁不同板件的声辐射贡献量，结果表明，顶板辐射噪声是箱梁声辐射的主要声源，故应将顶板作为减振降噪设计的主要对象。宋立忠[5]从导波传播特性的角度，研究了城市轨道交通简支箱梁振动声辐射峰值的产生机理，结果表明，导波E（图2(a））和导波G（图2(b））的传播引起了箱梁顶板和底板较大的弯曲振动，进而导致了声辐射峰值的产生。虽然有关学者从不同角度、采用不同方法开展了一些研究，但仍未就桥梁结构振动声辐射机理达成共识，还有待于进一步研究。1.3 混凝土桥梁结构噪声控制研究
考虑到钢桥及钢混组合桥梁结构噪声辐射频率范围宽，可高达上百甚至上千Hz，因此，混凝土桥噪声预测常用的边界元法不再适用，不仅计算效率低且对中高频噪声预测精度也不高。统计能量分析方法基于功率流的思想，从统计意义上将复杂系统划分成若干便于分析的独立子系统，能够有效针对模态密集的系统进行结构动力分析，模态密度越大，分析精度越高，而钢桥结构的模态在频域内较为密集，因此，基于统计能量法（SEA）对钢桥及钢混组合桥梁结构噪声进行预测更为准确高效。从近5年研究现状看，钢桥结构噪声预测通常结合SEA分析方法，具体过程包含两步：第1步是获取车致桥梁振动响应，第2步是基于桥梁振动响应计算声辐射[18]。对结构形式较简单的钢板梁或钢混组合梁桥，可先计算桥梁时域振动响应，经FFT得到频域结果，然后导入SEA分析模块，获取桥梁各子系统振动能量分布，最后通过振动声辐射原理，得到桥梁结构噪声分布规律[19-21]。唐康文[22]基于声固耦合理论，结合FE-SEA法建立了连续板梁钢混结合梁桥结构噪声预测模型，计算分析了不同参数对钢混结合梁桥振动及噪声的影响规律。Li等[23]和Liu等[24]通过车线桥耦合理论、FEM及SEA法建立了钢混组合梁桥结构噪声预测模型并得到现场实测结果验证。对结构较复杂的大跨度钢桥结构，在车线桥耦合模型中建立时域桥梁FEM模型难以实现，上述方法不再适用。Liang等[25]针对大跨度钢桁梁斜拉桥，直接在频域内建立车辆轨道桥梁耦合作用模型，获得频域内轮轨动态作用力及传递到桥梁结构的荷载，基于FEM及SEA法分别建立大跨度钢桁梁斜拉桥精细化振动预测模型（如图5）及噪声预测模型，对大跨度钢桁梁斜拉桥的声辐射机理及噪声分布规律进行了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽频型迷宫式约束阻尼钢轨降噪特性试验研究[J]. 张校铭,周海洋,姚光磊,刘东娅,尹学军,赵才友. 铁道建筑. 2020(02)
[2]混凝土箱梁相似模型面板声学贡献对比分析[J]. 欧开宽,雷晓燕,罗锟,汪振国,曾少辉,叶云飞. 振动工程学报. 2019(06)
[3]聚氨酯填充和TUP防尘膜对高速铁路箱型金属声屏障性能的影响[J]. 雷一彬,尚瑞华. 太原理工大学学报. 2019(06)
[4]基于轨道降噪措施的城市轨道交通噪声治理研究[J]. 高山,Vogiatzis K,Vanhonacker P. 四川建材. 2019(10)
[5]可实现宽频宽角度隔声的薄层通风结构[J]. 林远鹏,梁彬,杨京,程建春. 南京大学学报(自然科学). 2019(05)
[6]风荷载作用下高速铁路声屏障结构的动力响应分析[J]. 刘功玉,罗文俊,李恒斌. 城市轨道交通研究. 2019(09)
[7]迷宫式阻尼钢轨减噪装置车内减噪效果研究[J]. 赵峰强,李成旭. 机电技术. 2019(04)
[8]城市高架桥半封闭式声屏障的车致振动试验研究[J]. 谢伟平,余华彬,孙亮明,胡喆,赵寒冰. 振动与冲击. 2019(16)
[9]基于FE-SEA混合法箱形梁结构噪声预测分析[J]. 罗文俊,杨鹏奇,张子正. 铁道学报. 2019(08)
[10]横风作用下高速铁路桥梁全封闭声屏障气动特性的风洞试验研究[J]. 韩旭,彭栋,向活跃,李永乐,曾敏,蔡理平. 铁道建筑. 2019(07)
博士论文
[1]基于波导有限元法的轨道—箱梁系统振动声辐射机理研究[D]. 宋立忠.西南交通大学 2019
[2]高速铁路简支槽形梁动力及降噪性能理论分析与试验研究[D]. 李克冰.北京交通大学 2019
[3]轨道交通高架箱梁桥结构声辐射的发声机理与特性研究[D]. 张小安.兰州交通大学 2019
[4]高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究[D]. 杨新文.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]基于FE-SEA混合法连续板梁钢-混结合梁桥结构噪声研究分析[D]. 唐康文.华东交通大学 2019
[2]基于声场分布特性的高速铁路声屏障降噪效果研究[D]. 陆维姗.中国铁道科学研究院 2019
[3]高速铁路半封闭声屏障的列车脉动风致振动分析[D]. 罗云柯.西南交通大学 2018
[4]高速铁路桥上全封闭声屏障降噪效果研究[D]. 杨得旺.西南交通大学 2018
本文编号：3578488
【文章来源】：土木与环境工程学报(中英文). 2020,42(05)北大核心CSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
城市轨道交通箱梁波导有限元二维边界元模型示意图[6]
一些学者通过声模态贡献量、声辐射贡献量、导波特性分析，从不同角度研究了混凝土桥梁结构振动声辐射机理。刘林芽等[12]基于声模态贡献量分析，研究了引起高速铁路32m混凝土简支箱梁结构噪声峰值的振动模态，结果表明，箱梁的第16阶模态（翼缘板局部振动）和第62阶模态（顶板局部振动）分别是引起31.5、80Hz箱梁结构噪声峰值的原因。张小安[2]通过数值仿真分析了轨道交通箱梁不同板件的声辐射贡献量，结果表明，顶板辐射噪声是箱梁声辐射的主要声源，故应将顶板作为减振降噪设计的主要对象。宋立忠[5]从导波传播特性的角度，研究了城市轨道交通简支箱梁振动声辐射峰值的产生机理，结果表明，导波E（图2(a））和导波G（图2(b））的传播引起了箱梁顶板和底板较大的弯曲振动，进而导致了声辐射峰值的产生。虽然有关学者从不同角度、采用不同方法开展了一些研究，但仍未就桥梁结构振动声辐射机理达成共识，还有待于进一步研究。1.3 混凝土桥梁结构噪声控制研究
考虑到钢桥及钢混组合桥梁结构噪声辐射频率范围宽，可高达上百甚至上千Hz，因此，混凝土桥噪声预测常用的边界元法不再适用，不仅计算效率低且对中高频噪声预测精度也不高。统计能量分析方法基于功率流的思想，从统计意义上将复杂系统划分成若干便于分析的独立子系统，能够有效针对模态密集的系统进行结构动力分析，模态密度越大，分析精度越高，而钢桥结构的模态在频域内较为密集，因此，基于统计能量法（SEA）对钢桥及钢混组合桥梁结构噪声进行预测更为准确高效。从近5年研究现状看，钢桥结构噪声预测通常结合SEA分析方法，具体过程包含两步：第1步是获取车致桥梁振动响应，第2步是基于桥梁振动响应计算声辐射[18]。对结构形式较简单的钢板梁或钢混组合梁桥，可先计算桥梁时域振动响应，经FFT得到频域结果，然后导入SEA分析模块，获取桥梁各子系统振动能量分布，最后通过振动声辐射原理，得到桥梁结构噪声分布规律[19-21]。唐康文[22]基于声固耦合理论，结合FE-SEA法建立了连续板梁钢混结合梁桥结构噪声预测模型，计算分析了不同参数对钢混结合梁桥振动及噪声的影响规律。Li等[23]和Liu等[24]通过车线桥耦合理论、FEM及SEA法建立了钢混组合梁桥结构噪声预测模型并得到现场实测结果验证。对结构较复杂的大跨度钢桥结构，在车线桥耦合模型中建立时域桥梁FEM模型难以实现，上述方法不再适用。Liang等[25]针对大跨度钢桁梁斜拉桥，直接在频域内建立车辆轨道桥梁耦合作用模型，获得频域内轮轨动态作用力及传递到桥梁结构的荷载，基于FEM及SEA法分别建立大跨度钢桁梁斜拉桥精细化振动预测模型（如图5）及噪声预测模型，对大跨度钢桁梁斜拉桥的声辐射机理及噪声分布规律进行了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]宽频型迷宫式约束阻尼钢轨降噪特性试验研究[J]. 张校铭,周海洋,姚光磊,刘东娅,尹学军,赵才友. 铁道建筑. 2020(02)
[2]混凝土箱梁相似模型面板声学贡献对比分析[J]. 欧开宽,雷晓燕,罗锟,汪振国,曾少辉,叶云飞. 振动工程学报. 2019(06)
[3]聚氨酯填充和TUP防尘膜对高速铁路箱型金属声屏障性能的影响[J]. 雷一彬,尚瑞华. 太原理工大学学报. 2019(06)
[4]基于轨道降噪措施的城市轨道交通噪声治理研究[J]. 高山,Vogiatzis K,Vanhonacker P. 四川建材. 2019(10)
[5]可实现宽频宽角度隔声的薄层通风结构[J]. 林远鹏,梁彬,杨京,程建春. 南京大学学报(自然科学). 2019(05)
[6]风荷载作用下高速铁路声屏障结构的动力响应分析[J]. 刘功玉,罗文俊,李恒斌. 城市轨道交通研究. 2019(09)
[7]迷宫式阻尼钢轨减噪装置车内减噪效果研究[J]. 赵峰强,李成旭. 机电技术. 2019(04)
[8]城市高架桥半封闭式声屏障的车致振动试验研究[J]. 谢伟平,余华彬,孙亮明,胡喆,赵寒冰. 振动与冲击. 2019(16)
[9]基于FE-SEA混合法箱形梁结构噪声预测分析[J]. 罗文俊,杨鹏奇,张子正. 铁道学报. 2019(08)
[10]横风作用下高速铁路桥梁全封闭声屏障气动特性的风洞试验研究[J]. 韩旭,彭栋,向活跃,李永乐,曾敏,蔡理平. 铁道建筑. 2019(07)
博士论文
[1]基于波导有限元法的轨道—箱梁系统振动声辐射机理研究[D]. 宋立忠.西南交通大学 2019
[2]高速铁路简支槽形梁动力及降噪性能理论分析与试验研究[D]. 李克冰.北京交通大学 2019
[3]轨道交通高架箱梁桥结构声辐射的发声机理与特性研究[D]. 张小安.兰州交通大学 2019
[4]高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究[D]. 杨新文.西南交通大学 2010
硕士论文
[1]基于FE-SEA混合法连续板梁钢-混结合梁桥结构噪声研究分析[D]. 唐康文.华东交通大学 2019
[2]基于声场分布特性的高速铁路声屏障降噪效果研究[D]. 陆维姗.中国铁道科学研究院 2019
[3]高速铁路半封闭声屏障的列车脉动风致振动分析[D]. 罗云柯.西南交通大学 2018
[4]高速铁路桥上全封闭声屏障降噪效果研究[D]. 杨得旺.西南交通大学 2018
本文编号：3578488
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3578488.html
