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

发布时间：2024-06-04 06:17

　　随着铁路列车速度的提高,列车运行对周围环境的影响愈加严重,特别是列车运行过程中产生的噪声污染尤为显著。列车高速运行引起的噪声污染问题已经成为高速铁路设计和建设中不可忽视并且迫切需要解决的问题。槽形梁腹板可阻挡轮轨噪声等噪声的直接辐射,对噪声具有遮蔽作用。本文对高速列车运行条件下简支槽形梁的动力性能与噪声性能进行了理论分析与试验研究。主要研究内容包括:(1)引出铁路噪声问题,介绍了混凝土槽形梁在工程中的应用,对桥梁结构噪声、列车轮轨噪声的研究现状进行了回顾与总结。(2)建立了槽形梁的车桥耦合动力分析模型。基于多刚体假定,建立具有19个自由度的车辆运动方程;通过有限元软件ANSYS采用壳单元建立桥梁模型;轮轨相互作用模型采用横向线性蠕滑、竖向密贴的轮轨关系假定,采用全过程迭代法,求解桥梁与车辆的运动方程。以某32m简支槽形梁为例,计算了列车荷载作用下桥梁和桥上车辆的动力响应。高速列车以160-375km/h的速度过桥时,车辆与桥梁的动力响应指标均未超过规范限值。(3)总结了国内外轨道交通噪声的评价方法,建立了槽形梁结构辐射噪声预测模型。以车桥耦合动力分析得到的桥梁振动响应为边界条件,并结合...

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１中国高速铁路网中长期规划??Ｆｉｇ．?１．１?Ｍｉｄ－ｌｏｎｇ?ｔｅｒｍ?ｐｌａｎ?ｏｆ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙｓ?ｎｅｔｗｏｒｋ??

铁路网规模达到１７．５万公里左右，其中高速铁路３．８万公里；展望到２０３０年，基??本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁联通、地市快速通达、县域基本??覆盖［３】。《规划》描绘了未来“八纵八横”高速铁路网的宏大蓝图，如图１．１所示。???中长期髙速铁路网规划图???：?ｒ?....

图１．２局速铁路噪声不意图??

问题已经成为高速铁路设计和建设中不可忽视并且迫切需要解决的问题。??高速铁路列车运营引起的噪声按照噪声产生部分的不同，可以分为轮轨噪声、??气动噪声、集电系统噪声和结构噪声［９＿１１］，如图１．２所示。列车运行时轮轨系统相??互作用产生的噪声称为轮轨噪声；受电弓和接触网的高频振动....

图２．１车辆计算简图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｒａｉｎ?ｓｙｓｔｅｍ??如图所示，车体、转向架及轮对，均具有伸缩振动，横摆振动，沉浮振动，??

挂六轮的车辆模型，其它各类机车、客车及部分货车车辆则可简化为具有两系悬??挂四轮对的车辆模型。??以４轮对的单节车体为例，车体及其转向架与轮对的计算简图如图２．１所示。??１５??

图２．２全过程迭代法流程图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｄｕｌｅ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ?ｉｔｅｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄ??

?（２３〇）??［ＭｂＸｂ＋ＣｂＸｂ＋ＫｂＸｂ＝Ｆｂ??系统方程的求解采用全过程迭代法，图２．２为全过程迭代法的计算流程图。首??先假定桥梁子系统为刚性，求解独立的车辆子系统方程，得到列车轮轨间作用力??时程，然后将轮轨间作用力施加于桥梁，求解独立的桥梁动力方程而得到桥梁的??动....

本文编号：3988985