文档介绍：同济大学博士学位论文摘要
摘要
随着城市化进程和经济的快速发展,城市公共交通面临的压力日益增大。而
轨道交通集经济、环保、节能、高效和安全于一体,成为我国人口密集城市交通
建设的趋势。轨道交通高架线建设周期短、费用低,运营后维护便利,在经济实
力较弱的城市应优先考虑;但高架结构的噪声污染重于地下线已成为制约其发展
的重要因素。以此为背景,本文详细研究了桥梁结构噪声的相关问题。
以往的噪声计算中,通过结构的导纳或者模拟激励力粗略求解结构振动,并
据此计算梁体的声辐射,或者仅进行频域内的分析,这难以精细模拟结构在实际
运营下的噪声时程。本文引入模态叠加法精细计算声辐射,并详细讨论了计算时
选用的参数。该法首先以自编程序精细分析车、轨和桥在列车通过时的耦合振动,
同时以结构的模态作为声辐射的边界条件以商用程序计算模态声压,最后联合以
上两步骤,叠加得到结构辐射噪声的总声压。上海轨道交通 8 号线的实测结果验
证了本方法的可靠性。
8 号线实测噪声的频谱分析表明 C 型车 70km/h 通过时,槽型梁的 1/3 倍频
程峰值频率在 40Hz~80 Hz 之间。列车编组的车辆数对结构噪声的总声压级影响
不大,但噪声持续时间延长。数值计算表明:无论是槽型梁还是箱型梁,结构噪声
的 1/3 倍频程峰值频率都在 40Hz~80 Hz 之间。
对结构进行面板的声压贡献量分析表明:槽型梁的底板对空间场点的声压起
控制作用,箱梁的底板对近场点声压起主要作用,底板和顶板对远场点起主要作
用。腹板的贡献微弱。
讨论了不同结构参数(梁的跨高比、板厚、边界条件)对槽型梁声辐射的影
响,分析了不同轨道结构(采用高弹性扣件和浮置板)的降噪效果。最后比较了
不同梁型的声学性能优劣,初步探索了产生此种现象的机理。分析表明:声学性
能最好的梁型是双线的单箱双室梁,同时每线的两股轨道应布置在外腹板两侧。
声学性能最差的是槽型梁。有效的降噪手段是采用高弹性扣件和浮置板轨道结
构。综合考虑减振降噪效果和设计、施工和维护等因素,宜优先选用 6m 长的梯
形浮置板(梯形轨枕),其次是 6m 板式浮置板和高弹性扣件。
关键词:城市轨道交通,结构噪声,模态叠加法,浮置板,高弹性扣件,降噪
I
Tongji University Doctor of Engineering Abstract
ABSTRACT
The pressure of the urban public transport is increasing with the rapid
development of urbanization process and economy. And the urban rail transit is
economic, environmentally harmless, energy-saving, efficient and safe. So, it is a
trend to construct urban rail transit. In the city with weak economic power, the viaduct
should be selected because it has short period and low cost to construct and convinent
to maintain. The noise of the viaduct is bigger than that of the subway, which impedes
the application of the viaduct. Under this background, the bridge-borne noise is
studied in detail in this paper.
When the structure-borne noise was calculated previously, the bridge vibrating
velocity was first worked out through admittance or simulated exciting force. Or the
acoustic radiation was puted in frequency it was difficult to
calculate the noise precisely under urban rail transit trains by this mean. Now