直立插板式声屏障屏体板降噪性能优化

随着轨道交通的快速发展,其造成的噪声污染问题已引起了人们的广泛关注,运用声屏障去处理这类噪声污染问题是目前最行之有效的措施之一。文章以使用最广泛的直立插板式阻性声屏障屏体板为研究对象,基于多孔材料等效流体理论,建立了相关吸/隔声有限元模型,计算了前罩板不同开孔工况下声屏障的吸/隔声性能,对其吸/隔声性能进行了系统研究,并提出了一种在不改变原有声屏障结构的基础上设置空气背腔的优化方案,进一步分析了该优化措施对原有声屏障吸/隔声能力的提升效果。结果表明:在声源侧的开孔罩板开孔率为15%时,隔声量在频率小于1000 Hz时与无罩板相比无变化,在频率大于1000 Hz高于无声源侧罩板,普遍高1.5 dB左右,随着开孔率的增大,其隔声量优于无罩板的频率点逐渐向高频偏移,且优势逐渐减小;在保持开孔率不变的情况下,针对声屏障前罩板开较小孔径的孔洞更有利于提升声屏障的吸声性能;在多孔吸声材料后布置一定厚度的空气背腔,不仅能够在一定程度上提升其吸/隔声性能,而且也大量节省了声屏障的制造成本。

380 km·h^(-1)以上高速铁路插板式声屏障动力特性及响应分析

随着高速铁路的发展,行车速度不断提升,对于声屏障的结构性能要求也逐步提高。基于数值分析方法,运用有限元软件Midas Civil,建立6种常用结构形式插板式声屏障模型,进行380 km·h^(-1)以上高速铁路插板式声屏障动力特性及响应研究。结果表明:不同结构形式的插板式声屏障在增设1 m高通透隔声板后自振基频减小;在车速为380,400和420 km·h^(-1)条件下,插板式声屏障立柱的横向位移、组合应力和纵向弯矩放大系数在未设置1 m高通透隔声板时均随车速的增大而增大,而在增设1 m高通透隔声板后则随车速的增大先增后减;在相同车速下,增设1 m高通透隔声板后,立柱的横向位移、组合应力和纵向弯矩放大系数均增大。针对增设1 m高通透隔声板的声屏障,设计时除需重点关注420 km·h^(-1)车速时的结构动力响应外,还需额外关注400 km·h^(-1)车速时的结构动力响应。

高速铁路插板式声屏障施工技术

插板式声屏障因其吸音效果明显、安装方便快捷、且美观挡风被广泛应用于当今城际、客专、高铁施工中。但因其安装在线路两侧,受列车通过真空风压反复作用,疲劳强度受损,安装稍有不慎,极可能影响列车运营安全。为此,结合京沪高速铁路插板式声屏障施工实践,介绍预留基础检查、立柱安装与调整、重力式砂浆灌注、单元板安装、接地线安装等工序施工要点、对策措施,为今后类似工程施工提供借鉴经验。

风荷载作用下高速铁路声屏障结构的动力响应分析

基于通用有限元软件ANSYS,建立了8跨插板式声屏障有限元分析模型,并对其在自然风荷载、脉动风荷载、以及二者叠加荷载作用下声屏障立柱的顶端位移峰值进行动力响应分析。结果表明:自然风速越高,立柱顶端位移峰值越大;脉动风荷载作用下声屏障立柱顶端的位移及加速度峰值具有延迟性,在倒数第二根立柱的位移和加速度峰值最大;自然风和脉动风叠加荷载作用下,声屏障立柱顶端位移峰值并不简单等于二者单独作用下声屏障立柱顶端位移峰值之和;对位移峰值进行傅立叶变换可以得到,不同列车速度下声屏障立柱位移频谱基本在10 Hz以内,其中2~8 Hz峰值明显。在进行声屏障设计时,建议将结构自振频率设置在15 Hz以上。