城市轨道交通U型梁桥结构振动噪声预测及关键参数影响研究

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1、国内图书分类号：U211.3密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文城市轨道交通U型梁桥结构振动噪声预测及关键参数影响研究年级:二零一五级姓名:唐剑申请学位级别:工学硕士专业:道路与铁道工程指导老师:王平教授赵才友副教授二零一八年五月ClassifiedIndex：U211.3U.D.C：624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONVIBRATIONANDSTRUCTURAL-BORNENOISEPREDICTIONOFU-BEAMBRIDGEINURBANRAILTRANSITANDITSKE

2、YPARAMETERSINFLUENCESTUDYGrade:2015Candidate:TangJianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:RoadandRailwayEngineeringSupervisor:Prof.WangPingAssociateProf.ZhaoCaiyouMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，U型梁桥在城市轨道交通高架线路中应用越来越广泛，但是在列车荷载作用下，由该种梁型产生的结构振动与噪声问题还未见有较为深入的研究，尤其是在特定轨道结构下U型梁桥的动力

3、响应与结构噪声问题更鲜有报道，故需要深入研究此类问题，以期能对U型梁桥有更加全面的认识。本文首先对U型梁桥的结构特点进行了总结，研究了利用多体动力学与有限元法实现刚柔耦合的方法，并通过该方法建立模型对典型工况下的U梁桥系统动力响应与结构二次噪声进行了预测，结果表明：1)本文建立模型与以往文献计算结果较为吻合，模型合理可行；2)普通整体道床轨道和隔离式减振垫道床轨道两种工况下的结构各项动力响应指标均在规范要求范围内；3)采用隔离式减振垫作为轨道减振措施，会增大轨道结构动力响应，减小U型梁桥的动力响应，故隔振垫对桥梁结构噪声有明显的抑制作用，能够有效减小桥梁结构噪声；4)U型梁桥梁结构二

4、次噪声主要集中在100Hz以下的低频范围内，且其分布主要位于桥梁翼板正上方和梁体正下。在以上研究的基础上，本文进一步研究了关键参数对系统动力响应与结构二次噪声的影响。结果表明：1)随着列车运行速度的增大，U型梁桥系统各个部件的动力响应与桥梁结构二次噪声均出现不同程度的增大，可采取控制运营速度的方式降低系统动力响应与桥梁结构噪声；2)扣件刚度的加大会显著影响U型梁桥各子结构的响应，为了平衡系统各结构的响应，建议高架U梁桥板式轨道扣件竖向刚度取值范围为20MN/m~50MN/m；3)扣件垂向刚度的增加会增大桥梁结构二次噪声，尤其是当扣件垂向刚度超过50MN/m后，U型梁桥结构噪声水平增幅

5、较大；4)随着橡胶隔振垫的刚度减小，将增大隔振垫以上轨道结构的响应幅值，而桥梁振动加速度减小，即隔振垫刚度的增加会增大桥梁结构二次噪声，所以应该选取较小的隔振垫刚度，抑制U型梁桥结构噪声水平，但过小的隔振垫刚度可能会放大20Hz以下低频区的结构噪声。关键词：U型梁桥；刚柔耦合；轨道动力响应；桥梁结构二次噪声；参数影响西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractUbeambridgehasbeenincreasinglyappliedinurbanrailtransitlinesinrecentyears.However,deepresearchaboutvibrationa

6、ndnoisecausedbythisbeamtypeundertheloadofthetrainisrare,especiallyforthefieldofdynamicresponseandstructuralnoiseunderthespecifictrackstructure.Thus,inordertoobtaincomprehensiveunderstandingoftheUbeambridge,wecarryoutthisresearchtostudytheseissues.Firstly,weputareviewaboutthestructuralcharacteri

7、sticsofUbeambridge.Methodthatusingmulti-bodydynamicsandfiniteelementmethodisstudiedtoestablishedamodelpredictingthedynamicresponseandthetwonoiseoftheUbeambridgesystemundertypicalworkingconditions.Theresultsshowthat:1)Themodelestab