風(fēng)荷載作用下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究

《風(fēng)荷載作用下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、分類號(hào)密級(jí)ＵＤＣ編號(hào)全日制專業(yè)學(xué)位碩士論文風(fēng)荷載作用下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究學(xué)位申請(qǐng)人：劉功玉學(xué)科專業(yè)：交通運(yùn)輸工程指導(dǎo)教師：羅文俊教授答辯日期：獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫的研究成果，也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解華東交通大學(xué)有關(guān)保留、

2、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定，本論文無保密內(nèi)容。本人簽名____________導(dǎo)師簽名__________日期___________摘要風(fēng)荷載作用下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性研究摘要高速鐵路已成為中國的一張名信片，伴隨高速鐵路的快速發(fā)展，鐵路線路不可避免的穿越生活和辦公區(qū)，給沿線人們的工作、生活造成了嚴(yán)重困繞，聲屏障以其降噪效果好、拆裝方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用在鐵路沿線被廣泛應(yīng)用。論文主要基于通用有限元軟件ANSYS，采用分離法對(duì)高速鐵路聲屏障的動(dòng)力響應(yīng)問題

3、進(jìn)行分析?；谕ㄓ糜邢拊浖嗀NSYS建立直立型插板式聲屏障分析模型，進(jìn)行模態(tài)分析；依據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》對(duì)自然風(fēng)荷載值的大小進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果以靜荷載的方式從外側(cè)垂直作用于聲屏障模型上；根據(jù)德國在線行車實(shí)測(cè)出的脈動(dòng)風(fēng)荷載計(jì)算公式，運(yùn)用ANSYS的APDL語言將脈動(dòng)風(fēng)荷載以多點(diǎn)激勵(lì)的方式加載到結(jié)構(gòu)上，對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行時(shí)域分析，然后使用matlab的快速傅立葉變換進(jìn)行頻譜分析；最后對(duì)自然風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)疊加荷載作用下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)情況進(jìn)行探討，其加載方式同自然風(fēng)荷載。鑒于聲屏障的主要功能是降噪，論文最后探討了吸聲屏障填充材料的選取，在半消音室進(jìn)行模擬測(cè)試，得出了不同工況下吸聲屏障的降

4、噪效果。這將為聲屏障在鐵路現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)用提供借簽。下面是鑒于上面的工作得出的一此結(jié)論：1、通過對(duì)一跨和八跨兩種聲屏障模型的模態(tài)分析可知，二者的自振頻率差別顯著，說明聲屏障面板和立柱之間，以及面板和面板之間動(dòng)力響應(yīng)會(huì)相互影響，為了保證模擬分析的精度，應(yīng)選擇合適長(zhǎng)度的聲屏障進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析。2、根據(jù)德國鐵路公司總結(jié)出的脈動(dòng)風(fēng)荷載計(jì)算公式以及其給出的中國和諧型動(dòng)車組cp取值的建議，繪制出了脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下德國ICE型列車和中國的CRH2、CRH3型列車壓力時(shí)程曲線。三種列車在同一速度運(yùn)行時(shí)引起壓力大小的是（從大到小）CRH2、CRH3、ICE3。根據(jù)研究需要，論文選擇CRH3型作為激勵(lì)車型。3

5、、基于《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》，論文選擇了四個(gè)等級(jí)工況的風(fēng)速8級(jí)(20m/s)風(fēng)、9級(jí)(24m／s)風(fēng)、10級(jí)(28m／s)風(fēng)、11級(jí)(32m/s）風(fēng)進(jìn)行自然風(fēng)荷載值的計(jì)算，然后以靜荷載的方式從外側(cè)垂直作用于聲屏障模型上。4、自然風(fēng)荷載作用下聲屏障立柱頂端位移變化趨勢(shì)成左右對(duì)稱分布，中間立柱的位移較大；且臺(tái)風(fēng)級(jí)數(shù)越高，立柱頂端位移峰值越大，相鄰兩臺(tái)風(fēng)之間的位移峰值差值也越明顯。在聲屏障高度方面，高度越高，聲屏障立柱頂端位移越大，且隨著高度的增加，相鄰兩臺(tái)風(fēng)之間引起的動(dòng)力響應(yīng)的差值增長(zhǎng)也越來越明顯。聲屏障結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)增大，不安全性增強(qiáng)。因此在現(xiàn)場(chǎng)安裝聲屏障時(shí)，高度越高其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，要求越

6、強(qiáng)。I摘要5、脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下八跨聲屏障結(jié)構(gòu)倒數(shù)第二根立柱是整個(gè)結(jié)構(gòu)容易發(fā)生疲勞破壞的地方，面板的最大動(dòng)力響應(yīng)發(fā)生在面板和倒數(shù)第二根立柱頂端接觸的位置，因此在進(jìn)行聲屏障設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)倒數(shù)第二根立柱的穩(wěn)定性以及面板和倒數(shù)第二根立柱頂端接觸的區(qū)域設(shè)置。6、速度、中心距都是影響聲屏障安全的重要因素，論文分析了不同中心距、不同速度下聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)情況，結(jié)果表明：聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)隨著列車運(yùn)行速度的提高而增大，隨著中心距的增大而減小。7、高度是影響聲屏障結(jié)構(gòu)安全的另一因素，高度越高，結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)越明顯。因此聲屏障在滿足鐵路沿線降噪耍求的情況下，可以利用降低聲屏障高度的方式，保證列車運(yùn)行時(shí)聲屏障

7、結(jié)構(gòu)的安全。8、通過Matlab的快速傅立葉變換對(duì)不同工況速度下結(jié)構(gòu)的位移峰值進(jìn)行頻譜分析，結(jié)果表明隨著列車運(yùn)行速度的提高，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)幅值的頻率也逐漸增大，但出現(xiàn)幅值的頻率基本在10Hz以內(nèi)，2-8Hz左右幅值明顯，通過第二章對(duì)八跨聲屏障模型的模態(tài)分析可知，聲屏障結(jié)構(gòu)基頻均在12Hz以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)避開了外界激勵(lì)荷載的頻率范圍，因此結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生共振。在鐵路沿線進(jìn)行聲屏障設(shè)計(jì)時(shí)建議將結(jié)構(gòu)的自振頻率設(shè)置在15