高速列車通過隧道口聲屏障氣動性能及動力特性分析.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的提高，隧道噪聲問題也越來越突出，在隧道口設(shè)置聲屏障是解決隧道噪聲對周圍居民造成影響的有效方式之一。目前對聲屏障的研究大多停留在普通路基和橋梁段聲屏障上，對隧道口聲屏障研究的公開資料較少。當(dāng)列車進(jìn)出隧道時(shí)，列車周圍的空氣處在復(fù)雜的三維紊流流動中，隧道口聲屏障會受到這種三維紊流的影響，使聲屏障上的受到的氣動荷載發(fā)生復(fù)雜的變化。因此，對隧道口聲屏障進(jìn)行研究是很有必要的。本文建立了高速列車單車駛過設(shè)置在隧道口的直立型插板式聲屏

2、障的計(jì)算模型，對高速列車單車駛過聲屏障時(shí)的氣動性能進(jìn)行了計(jì)算分析，并利用流固耦合方法，對聲屏障H型鋼立柱進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算分析，最后應(yīng)用疲勞相關(guān)理論對聲屏障H型鋼立柱進(jìn)行了疲勞壽命的預(yù)測和疲勞分析。本文主要結(jié)論如下:
　　1、隧道口聲屏障豎向高度上的列車風(fēng)荷載分布表現(xiàn)為:列車風(fēng)荷載幅值從聲屏障頂部到底部呈增大狀態(tài)，在頂部區(qū)域變化率較大，底部區(qū)域變化率較小。隧道口聲屏障上受到的列車風(fēng)荷載幅值與其距線路中心線距離、列車速度之間都成二次函數(shù)

3、關(guān)系。
　　2、隧道口直立型插板式聲屏障結(jié)構(gòu)的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于列車單車通過時(shí)產(chǎn)生的列車脈動風(fēng)的頻率，列車單車通過時(shí)，聲屏障不會發(fā)生共振。隧道口聲屏障的最大位移和最大等效應(yīng)力均發(fā)生在隧道出口0m處聲屏障上。聲屏障的最大位移和H型鋼受到的最大等效應(yīng)力均與列車運(yùn)行速度成二次函數(shù)關(guān)系，與其距線路中心線的距離基本成線性關(guān)系。H型鋼立柱的最大等效應(yīng)力與列車運(yùn)行速度和聲屏障距線路中心距離之間成二元二次函數(shù)關(guān)系。
　　3、隧道口聲屏障H型鋼