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

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

2、首先運用車輛-軌道耦合動力學(xué)理論，建立了列車荷載作用下高架軌道環(huán)境振動大系統(tǒng)的時程分析模型，模型中將整個振動大耦合系統(tǒng)分為兩個分系統(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編程語言編制了高架軌道交通環(huán)境振動預(yù)測軟件VTBS-1。并通過現(xiàn)場試驗，驗證了本文所建立的高架軌道環(huán)境交通振動預(yù)測模型及預(yù)測軟件編制的合理性。結(jié)合VTBS-1軟件的計算結(jié)果和凈化后的實測數(shù)據(jù)，研究了高架軌道交

3、通引發(fā)的環(huán)境振動的特征和規(guī)律。
　　接著綜合運用阻尼減振技術(shù)和優(yōu)化理論，提出了帶槽擴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樣品，通過室內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn):在0～4000Hz全頻段內(nèi)，相對標準鋼軌，垂向激勵下，帶槽擴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;橫向激勵下，帶槽擴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)吸振機理對吸振器進行多尺度的優(yōu)化，得到了吸振器最優(yōu)參數(shù)匹配和安裝方式。并以振動功率流為評價指標，對有無安裝最優(yōu)波導(dǎo)吸振器的軌道板進行研究分析發(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頻

5、帶處的振動能量，表明板上波導(dǎo)吸振器是一個非常有應(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的噪聲地圖計算方法以及利用這種噪聲地圖來評價和管理高架軌道交通環(huán)境噪聲。噪聲地圖計算按以下三個步驟進行:第一步從高架軌道噪聲源的特點出發(fā)，采用車輛-軌道-橋梁-樁土大耦合模型計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)驗法進行估算集電系統(tǒng)噪聲和空氣動力噪聲，四者求和從而得到高架軌道交通噪聲源強;第