高速铁路声屏障结构气动力测试方法初探

随着我国列车速度的不断提高,声屏障结构安全问题日益得到重视。为寻求声屏障的最佳设计方案,保障行车安全,本文在研究国外高速铁路声屏障气动力的测试方法和评价方式基础上,结合京滓城际铁路声屏障的结构形式,确定我国高速铁路声屏障结构气动力的试验方法。     

高速铁路声屏障材料的选择及安装

高速铁路声屏障受列车运行气动力影响,在噪声控制工程中选择声屏障材料时,除考虑它的声学特性外．还要求声屏障材料、构件及其连接具有一定的力学强度,以满足结构耐久性及抗疲劳和防共振的要求。试验研究高速铁路声屏障的声学和力学性能,给出适用于高速铁路的声屏障材料及其组装方式。     

新型桥梁整体式声屏障动力分析与截面设计

随着运营列车时速的提高和日行列车对数的增加,作用在轨道两侧声屏障上的列车气动力将急剧增大,对声屏障的结构性能有了更高的要求。文章提出了一种新型的桥梁整体式预应力混凝土声屏障,并采用有限元软件分析、研究了新型桥梁整体式预应力混凝土声屏障在列车时速350 km条件下结构的动力响应,得到了不同阻尼比条件下的动力放大系数;检算了后浇竖墙的强度和裂缝,并设计了桥梁整体式预应力混凝土声屏障最小截面,可为声屏障的应用提供有益参考。     

在建城际铁路桥梁增设全封闭声屏障方案研究

结合在建城际铁路桥梁设置全封闭声屏障方案的研究,从减噪性能、防腐性能、几何适应性、抗风稳定性、景观效果等各方面综合分析备选方案,确定全封闭声屏障为推荐方案。全封闭声屏障受列车气动力和风荷载共同作用,声屏障受到的荷载通过声屏障立柱作用到桥梁结构。分析增设全封闭声屏障对桥梁设计荷载、梁体纵向受力、梁体翼缘板受力、梁体支反力、梁体抗倾覆稳定性、桥梁下部结构受力等的影响,并提出相应的解决方案以及外覆式全封闭声屏障的运营养护措施建议。     

深圳地铁环境噪声与声屏障降噪数值模拟研究

以深圳地铁1号线续建工程为例,采用先进的计算机数值模拟方法,建立了整条高架线路的大型噪声模拟预测数值模型,进行环境噪声评估与声屏障降噪数值模拟研究。给出了受影响区域水平面、横剖面,以及沿线建筑接收到的噪声水平等详尽的研究结果;对设置声屏障前后的降噪效果进行了仔细比较分析,并给出了声屏障的优化设计方案。本研究可供深圳地铁1号线续建工程环境噪声的评估及科学合理地进行环境噪声的防护,以及对类似的轨道交通工程的环境噪声研究作参考。     

上海轨道交通明珠线二期全封闭声屏障工程设计

简要介绍上海轨道交通明珠线二期全封闭声屏障工程的设计概况，用CADNA-A软件对全封闭声屏障的降噪效果进行了模拟分析计算。     

高速铁路不同高度声屏障的降噪效果分析

为探究不同高度声屏障对高速铁路噪声的降噪效果,采用有限元软件ANSYS并参照武广高铁相关试验段建立声屏障降噪模型。采用声学分析软件SYSNOISE仿真研究3,4,5和6m这4种不同高度直立型反射声屏障的降噪效果。结果表明:在与声屏障法线方向平行且距离轨面1.5和3.5m高的平面内,声屏障高度从3m增加到4m对降噪效果的提高有限,再从4m增加到5m降噪效果显著提高,而声屏障高度超过5m后对降噪效果的继续提高也不明显;在与声屏障法线方向垂直且距离轨道中心线30m的平面内,随着声屏障高度的增加,在距地面15m高以下区域,声屏障高度的变化对噪声级影响较大,但超过此范围影响不大。噪声衰减与声屏障高度并非简单的线性关系,在同时考虑降噪需要和声屏障成本的情况下,高速铁路路基区段声屏障的合适高度为4~5m。     

不同高度声屏障对磁浮列车气动效应影响研究

为给磁浮列车轨道两侧声屏障高度合理设计提供参考,基于三维可压缩、非定常N-S方程和k-ε湍流模型,用数值模拟方法研究磁浮列车在不同高度的声屏障内交会时,磁浮列车、声屏障及电缆的气动效应。研究结果表明,声屏障高度对磁浮列车表面压力和侧向力影响较小,对声屏障自身表面压力和电缆盒冲击载荷影响较大。声屏障纵向表面压力变化最大值和气动载荷最大值均出现在磁浮列车头头交会截面处,垂向表面压力变化最大值出现在3.6 m高处;随着声屏障高度增加,声屏障气动载荷增大,声屏障高度为5 282 mm和3 700 mm时,最大声屏障表面气动载荷相对1 500 mm高时声屏障分别提高了106.7%和71.1%,相同高度测点压力变化幅值最大增加56.6%。声屏障内侧布置的电缆盒所受纵向冲击载荷随着声屏障高度的提高也有明显升高。     

声屏障几何形状对高速列车气动噪声影响的数值模拟及降噪研究

基于Lighthill声类比理论分别求解高速列车气动噪声的产生和传播过程,首先由RNG k-ε湍流模型求得流场的稳态计算结果,之后采用大涡模拟和FW-H方程对比直立与半圆形声屏障降噪性能的差异,通过建立包含3节车编组的CRH380A型高速列车和2种声屏障在内的仿真模型,研究声屏障几何形状的改变对声学性能及降噪能力产生的影响。结果表明:圆心角为180°的半圆形声屏障在测点处的平均插入损失较大,同时对气动噪声的降噪需求有着良好的匹配,综合声学性能较传统的直立声屏障更优;缩小圆心角会导致半圆形声屏障的降噪能力相应降低,其插入损失在圆心角由180°减至120°的过程中呈现明显的下降趋势,之后的降幅相对较小,圆心角为30°的半圆形声屏障降噪效果已与等高的直立声屏障类似。     

高速铁路840 m全封闭声屏障气压荷载数值模拟研究

采用我国干线铁路开行的复兴号动车组,基于计算流体力学软件Fluent,对高速列车以350 km·h^-1速度通过840 m全封闭声屏障及1/2跨和1/4跨会车工况下声屏障的气压荷载分布规律进行数值模拟。结果表明:会车工况下的压力极值均大于单车工况下,且变化规律更为复杂,声屏障中间位置即1/2跨会车时的压力极值达到最大值,最大正压和负压分别为2 672和4 619 Pa,分别为单车工况下的2.05倍和1.87倍;同一截面各测点的气压荷载波动规律相似,但压力极值存在明显差异;单车工况下,声屏障同一截面上不同测点处的极值压差达到0.6 kPa,体现了压力波传递的三维效应。通过数值模拟获得的全封闭声屏障压力极值和气压荷载分布规律,为声屏障结构设计提供理论依据。