高速鐵路PC聲屏障受脈動(dòng)力作用的理論分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)高速鐵路處于全面建設(shè)期，設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)速度達(dá)350km/h的京滬高速鐵路今年6月即將通車(chē)。高速列車(chē)設(shè)計(jì)運(yùn)行速度提高帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一，鐵路沿線(xiàn)噪聲污染日趨嚴(yán)重：二，高速列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生的空氣脈沖動(dòng)力對(duì)列車(chē)及附屬設(shè)施作用非線(xiàn)性增加。設(shè)置聲屏障用來(lái)降低噪聲污染，同時(shí)聲屏障結(jié)構(gòu)受空氣脈沖動(dòng)力作用，需要研究結(jié)構(gòu)受力性能，本文主要研究空氣脈沖動(dòng)力對(duì)聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用。
　　 聲屏障結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能研究主要有兩種方法，理論研究和試驗(yàn)研究，目前主要采用

2、數(shù)值分析方法研究，本文首次采用模擬動(dòng)力試驗(yàn)方法對(duì)聲屏障結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能進(jìn)行研究。東南大學(xué)首次針對(duì)鐵科院通用圖提出的新型預(yù)應(yīng)力混凝土整體式聲屏障，簡(jiǎn)稱(chēng)PC(prestressed concrete)聲屏障，進(jìn)行理論研究和實(shí)際結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究。
　　 文章首先對(duì)PC聲屏障進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并生產(chǎn)制作了2塊試件用于試驗(yàn)研究。結(jié)合PC聲屏障結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出用于此類(lèi)聲屏障結(jié)構(gòu)的施工工藝。根據(jù)聲屏障美觀(guān)要求及預(yù)應(yīng)力施工要求，設(shè)計(jì)出一套鋼模板，可利用自平

3、衡原理將張拉臺(tái)座設(shè)置在模板上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力短線(xiàn)張拉：開(kāi)發(fā)出一種適用于6.25mm直徑帶螺旋肋高強(qiáng)鋼絲的二夾片式工具錨與張拉機(jī)具。
　　 文章對(duì)PC聲屏障在脈沖動(dòng)力作用下的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了理論分析，采用軟件ANSYS分別進(jìn)行模態(tài)分析、靜力和動(dòng)力分析。模態(tài)分析結(jié)果為聲屏障結(jié)構(gòu)一階振型頻率12.97HZ，二階及二階以上振型頻率大于40HZ，風(fēng)壓脈沖動(dòng)力頻譜分析頻率范圍為2.61HZ～5.21HZ，小于PC聲屏障自振頻率，所以PC聲屏障結(jié)構(gòu)受

4、脈沖風(fēng)壓作用不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。靜力分析結(jié)果表明，PC聲屏障預(yù)應(yīng)力施加成功，在脈沖動(dòng)力峰值作用下結(jié)構(gòu)不開(kāi)裂。動(dòng)力分析結(jié)果表明，250km/h～500km/h速度段，結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)越來(lái)越大，測(cè)點(diǎn)拉應(yīng)力峰值滿(mǎn)足不開(kāi)裂要求。在靜力分析和動(dòng)力分析基礎(chǔ)之上研究聲屏障結(jié)構(gòu)各速度段動(dòng)力放大系數(shù)，得出動(dòng)力放大系數(shù)位于1.3～1.8之間。
　　 文章首次對(duì)PC聲屏障進(jìn)行模擬動(dòng)力結(jié)果響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，在250km/h～500km/h速度段，混凝土不開(kāi)裂，結(jié)構(gòu)受