高速鐵路PC聲屏障受脈動力作用的理論分析與試驗研究.pdf

1、我國高速鐵路處于全面建設(shè)期，設(shè)計運營速度達(dá)350km/h的京滬高速鐵路今年6月即將通車。高速列車設(shè)計運行速度提高帶來兩個問題：一，鐵路沿線噪聲污染日趨嚴(yán)重：二，高速列車運行產(chǎn)生的空氣脈沖動力對列車及附屬設(shè)施作用非線性增加。設(shè)置聲屏障用來降低噪聲污染，同時聲屏障結(jié)構(gòu)受空氣脈沖動力作用，需要研究結(jié)構(gòu)受力性能，本文主要研究空氣脈沖動力對聲屏障結(jié)構(gòu)的動力作用。
　　 聲屏障結(jié)構(gòu)動力性能研究主要有兩種方法，理論研究和試驗研究，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力試驗方法對聲屏障結(jié)構(gòu)的動力性能進(jìn)行研究。東南大學(xué)首次針對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，簡稱PC(prestressed concrete)聲屏障，進(jìn)行理論研究和實際結(jié)構(gòu)試驗研究。
　　 文章首先對PC聲屏障進(jìn)行設(shè)計計算，并生產(chǎn)制作了2塊試件用于試驗研究。結(jié)合PC聲屏障結(jié)構(gòu)特點，提出用于此類聲屏障結(jié)構(gòu)的施工工藝。根據(jù)聲屏障美觀要求及預(yù)應(yīng)力施工要求，設(shè)計出一套鋼模板，可利用自平

3、衡原理將張拉臺座設(shè)置在模板上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力短線張拉：開發(fā)出一種適用于6.25mm直徑帶螺旋肋高強鋼絲的二夾片式工具錨與張拉機具。
　　 文章對PC聲屏障在脈沖動力作用下的動力響應(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，在脈沖動力峰值作用下結(jié)構(gòu)不開裂。動力分析結(jié)果表明，250km/h～500km/h速度段，結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)越來越大，測點拉應(yīng)力峰值滿足不開裂要求。在靜力分析和動力分析基礎(chǔ)之上研究聲屏障結(jié)構(gòu)各速度段動力放大系數(shù)，得出動力放大系數(shù)位于1.3～1.8之間。
　　 文章首次對PC聲屏障進(jìn)行模擬動力結(jié)果響應(yīng)實驗，在250km/h～500km/h速度段，混凝土不開裂，結(jié)構(gòu)受