高架軌道交通環(huán)境振動(dòng)與噪聲關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)高速鐵路的大量興建和城市軌道交通的蓬勃發(fā)展，帶來(lái)了交通的便利，加速了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但與此同時(shí)由之引起的環(huán)境振動(dòng)與噪聲問(wèn)題對(duì)人們的日常生活和工作帶來(lái)了越來(lái)越嚴(yán)重的影響。高架線路是軌道交通系統(tǒng)重要的組成部分，控制其對(duì)周圍環(huán)境的振動(dòng)與噪聲影響已迫在眉睫、勢(shì)在必行。
　　本文以高架軌道交通環(huán)境振動(dòng)與噪聲為主線，圍繞高架軌道交通環(huán)境振動(dòng)與噪聲關(guān)鍵技術(shù)的三個(gè)方面，即理論預(yù)測(cè)、控制措施以及評(píng)價(jià)管理展開研究，三者相互關(guān)聯(lián)、相輔相成。
　　

2、首先運(yùn)用車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)理論，建立了列車荷載作用下高架軌道環(huán)境振動(dòng)大系統(tǒng)的時(shí)程分析模型，模型中將整個(gè)振動(dòng)大耦合系統(tǒng)分為兩個(gè)分系統(tǒng)，其中分系統(tǒng)一包括了車輛系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)、橋梁-樁基系統(tǒng)，分系統(tǒng)二包括環(huán)境土體系統(tǒng)，并基于MATLAB編程語(yǔ)言編制了高架軌道交通環(huán)境振動(dòng)預(yù)測(cè)軟件VTBS-1。并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所建立的高架軌道環(huán)境交通振動(dòng)預(yù)測(cè)模型及預(yù)測(cè)軟件編制的合理性。結(jié)合VTBS-1軟件的計(jì)算結(jié)果和凈化后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了高架軌道交

3、通引發(fā)的環(huán)境振動(dòng)的特征和規(guī)律。
　　接著綜合運(yùn)用阻尼減振技術(shù)和優(yōu)化理論，提出了帶槽擴(kuò)展層靜音鋼軌和交叉式靜音鋼軌兩種全新的減振降噪措施，從源頭降低輪軌噪聲。首先通過(guò)理論分析得到了兩種靜音鋼軌相應(yīng)的最優(yōu)材料和結(jié)構(gòu)匹配，然后按照這些匹配制作了試驗(yàn)樣品，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在0～4000Hz全頻段內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鋼軌，垂向激勵(lì)下，帶槽擴(kuò)展層靜音鋼軌聲輻射能降低8.2dB，交叉式靜音鋼軌能降低10.4dB;橫向激勵(lì)下，帶槽擴(kuò)展層靜音鋼軌能降低9

4、.4dB，交叉式靜音鋼軌降低13.2dB。表明兩者降噪措施效果顯著。
　　然后將波導(dǎo)吸振技術(shù)應(yīng)用于軌道板減振，以CRTSⅡ型板為基體，提出了一種吸振頻帶寬和安裝拆卸方便的板上波導(dǎo)吸振器?；诓▽?dǎo)吸振機(jī)理對(duì)吸振器進(jìn)行多尺度的優(yōu)化，得到了吸振器最優(yōu)參數(shù)匹配和安裝方式。并以振動(dòng)功率流為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)有無(wú)安裝最優(yōu)波導(dǎo)吸振器的軌道板進(jìn)行研究分析發(fā)現(xiàn)，在0～1000Hz頻段內(nèi)，波導(dǎo)吸振器能有效地吸收并耗散掉軌道板以及由軌道板向底座板傳遞的多個(gè)頻

5、帶處的振動(dòng)能量，表明板上波導(dǎo)吸振器是一個(gè)非常有應(yīng)用前景的減振降噪措施。
　　最后以高架軌道環(huán)境噪聲為例，提出基于輪軌耦合振動(dòng)的噪聲地圖計(jì)算方法以及利用這種噪聲地圖來(lái)評(píng)價(jià)和管理高架軌道交通環(huán)境噪聲。噪聲地圖計(jì)算按以下三個(gè)步驟進(jìn)行:第一步從高架軌道噪聲源的特點(diǎn)出發(fā)，采用車輛-軌道-橋梁-樁土大耦合模型計(jì)算高架軌道噪聲源中的輪軌噪聲和橋梁結(jié)構(gòu)二次噪聲，采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行估算集電系統(tǒng)噪聲和空氣動(dòng)力噪聲，四者求和從而得到高架軌道交通噪聲源強(qiáng);第