本书系统阐述了作者及其团队在高速铁路与轨道交通桥梁结构噪声辐射理论与工程应用领域所取得的研究成果。主要内容包括:噪声的评价方法与标准;铁路桥梁结构噪声的理论模型与仿真分析技术;铁路桥梁结构噪声的试验研究;典型混凝土箱梁与钢梁的噪声特性研究;桥梁结构噪声的辨识原理与方法.
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目录
第1章 绪论 1
1.1 轨道交通引起的噪声问题 1
1.1.1 轨道交通的噪声源 1
1.1.2 轨道交通的噪声污染 1
1.2 桥梁结构噪声的试验研究 3
1.3 桥梁结构噪声的理论研究 5
1.4 桥梁结构噪声的控制研究 9
参考文献 15
第2章 噪声的评价与标准 20
2.1 一般声学评价量 20
2.1.1 声压和声压级 20
2.1.2 倍频程和1/3倍频程 21
2.1.3 计权网络 21
2.1.4 声强和声功率 22
2.2 轨道交通噪声的评价方法与标准 23
2.3 低频噪声的评价 25
2.3.1 国内外低频噪声的评价 25
2.3.2 声品质 27
参考文献 28
第3章 桥梁结构噪声理论模型 30
3.1 结构声辐射基本理论 30
3.1.1 理想流体介质的3个基本方程 30
3.1.2 波动方程 31
3.1.3 亥姆霍兹方程 31
3.1.4 声场边界条件 31
3.2 基于亥姆霍兹方程的边界元法 32
3.2.1 直接边界元法 32
3.2.2 间接边界元法 33
3.3 基于强耦合假设的统计能量分析 34
3.3.1 能量平衡方程 34
3.3.2 子系统的3个参数 35
3.3.3 桥梁子系统的振动响应 36
3.3.4 桥梁声辐射 37
3.3.5 声反射和声衍射 39
参考文献 39
第4章 桥梁结构噪声仿真技术 40
4.1 仿真理论基础 40
4.1.1 基本假设 40
4.1.2 分析频段的划分 41
4.1.3 桥梁结构噪声预测程序 42
4.2 程序模块验证 44
4.2.1 边界元模块 44
4.2.2 统计能量模块 46
4.3 混凝土箱梁结构噪声验证 46
4.3.1 32m双线箱梁 46
4.3.2 32m单线箱梁 54
4.4 钢板结合梁结构噪声验证 55
4.4.1 桥梁振动特性 55
4.4.2 声辐射计算 57
参考文献 58
第5章 桥梁结构噪声的试验研究 59
5.1 国内外典型试验成果简介 59
5.1.1 混凝土桥 59
5.1.2 钢桥 66
5.2 成灌铁路混凝土箱梁噪声试验 69
5.2.1 工程概述 69
5.2.2 试验平台与测试方案 72
5.2.3 双线箱梁测试结果 81
5.2.4 单线箱梁测试结果 86
5.2.5 实测噪声的评价 87
5.3 津秦客运专线混凝土箱梁噪声试验 88
5.3.1 工程概述 88
5.3.2 试验平台与测试方案 89
5.3.3 测试结果分析 90
5.4 秦沈客运专线钢板结合梁噪声试验 94
5.4.1 工程概述 94
5.4.2 试验平台与测试方案 95
5.4.3 测试结果分析 97
参考文献 99
第6章 典型桥梁的声辐射特性研究 101
6.1 混凝土箱梁的噪声场分布规律 101
6.1.1 考察场点 101
6.1.2 跨中横断面声场分布 102
6.1.3 近轨侧25m纵断面声场分布 104
6.2 混凝土箱梁结构噪声的影响因素 106
6.2.1 常见因素的影响 106
6.2.2 扣件刚度和阻尼的影响 111
6.3 不同混凝土桥梁的声振特性对比 114
6.3.1 箱梁结构设计参数的影响 114
6.3.2 单箱单室和单箱双室箱梁的对比 117
6.3.3 箱梁与U梁结构噪声的对比 121
6.4 U梁对轮轨噪声的遮蔽效应 124
6.4.1 算法验证 125
6.4.2 U梁遮蔽效应数值仿真 126
6.5 混凝土箱梁空腔共鸣特性 134
6.5.1 空腔声模态 134
6.5.2 结构振动模态 136
6.5.3 数值模拟 137
6.5.4 控制措施 139
6.6 钢桥声振特性 140
6.6.1 (32+40+32)m钢板结合梁 140
6.6.2 64m下承式钢桁结合梁 143
参考文献 150
第7章 桥梁结构噪声的辨识技术 151
7.1 噪声源辨识方法 151
7.1.1 频谱分析法 151
7.1.2 相干分析法 152
7.1.3 声强测量法 153
7.1.4 声全息法和波束形成法 153
7.2 噪声源辨识的常相干方法 154
7.2.1 功率谱密度函数 154
7.2.2 相干函数 155
7.2.3 案例分析 157
7.3 噪声源辨识的偏相干方法 160
7.3.1 最优频率响应函数和重相干函数 160
7.3.2 条件谱函数和偏相干函数 162
7.3.3 算例分析 164
7.4 基于偏相干分析的桥梁噪声辨识方法 166
7.4.1 计算模型 166
7.4.2 程序编制 168
7.4.3 偏相干分析 171
参考文献 175
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