桥梁振动辐射低频噪声评估方法研究
桥梁结构振动监测与安全评估
桥梁结构振动监测与安全评估近年来，随着城镇化进程的加快，桥梁的重要性日益凸显。
作为城市交通的重要组成部分，桥梁不仅方便人们的出行，也对城市的经济发展起到了不可忽视的推动作用。
然而，随着桥梁的使用年限不断增长，其结构安全问题也越来越引起人们的关注。
因此，桥梁结构振动监测与安全评估成为了当前一个热门的研究领域。
桥梁结构振动监测是指对桥梁结构中产生的振动进行实时监测和数据采集的过程。
这一过程可以通过安装传感器在桥梁不同位置收集振动数据，并将其转化为数字信号，便于后续的数据处理和分析。
通过对桥梁结构的振动进行监测，可以了解桥梁结构的运行状况，实时掌握桥梁的健康状态，从而为及时发现桥梁故障隐患提供科学依据。
随着传感器技术的不断进步，桥梁振动监测的手段逐渐多样化。
传统的监测手段主要采用加速度传感器进行振动监测，但其只能提供振动加速度的信息，难以全面了解桥梁结构的振动特性。
然而，随着激光雷达、光纤光栅传感器等新技术的应用，桥梁振动监测的能力得到了显著提升。
这些新技术可以提供更全面的振动信息，包括振动加速度、振动速度、振动位移等，有助于更准确地评估桥梁的结构安全性。
桥梁结构振动监测的数据处理和分析是确保监测结果可靠和准确的关键环节。
在数据处理方面，常见的方法包括时域分析、频域分析和时频域分析等。
时域分析方法主要通过对振动信号的时间序列进行统计和分析，反映信号的振幅、振动周期等特征；频域分析方法则通过将时域信号转化为频域信号，寻找振动信号的频率成分，以了解结构的振动特性；时频域分析则是将时域和频域相结合，以获取更全面的振动信息。
这些分析方法有助于判断桥梁结构是否存在异常振动现象，并及时采取相应的措施。
桥梁结构振动监测的最终目的是评估桥梁的结构安全性。
在评估过程中，除了考虑桥梁结构本身的振动特性外，还需要考虑外界因素对桥梁振动的影响。
例如，风荷载、地震等自然因素以及车辆行驶引起的振动都可能对桥梁结构产生一定的影响。
噪声振动的评价与测量方法
噪声振动的评价与测量方法噪声振动是机械振动问题中的一种特殊情况，是由于机械设备的运行而产生的不希望的声音和振动。
噪声振动不仅会对人们的生活和工作带来不便，还可能损害机械设备本身的稳定性和性能。
因此，对噪声振动进行评价和测量非常重要。
本文将介绍噪声振动的评价与测量方法。
噪声振动的测量是通过专门的测量仪器进行的，主要包括声级计和振动计。
声级计是用来测量声音的强度和频率，通过测量声音的频率和振幅，可以计算出声级指标。
振动计是用来测量物体的振幅和频率，通过测量振动的振幅和频率，可以计算出振动幅值和振动速度。
在进行噪声振动测量时，有以下几个重要的要点需要注意：1.测量环境的选择：要选择一个典型的环境进行测量，尽量避免噪声干扰和背景噪声的影响。
2.测量位置的选择：测量位置应该尽量靠近噪声源，以获得准确的测量结果。
3.测量时间的选择：测量时间应该根据噪声源的特点来确定，比如在机械设备运行时进行测量。
4.测量参数的选择：测量参数应根据噪声振动的特点和要求来确定，比如声级、频率和振幅等。
5.数据处理和分析：通过对测量数据的处理和分析，可以获得噪声振动的特征和变化规律，为噪声振动的控制和减少提供依据。
最后，需要指出的是，噪声振动的评价和测量是一个复杂的过程，需要综合运用物理学、声学、振动学等学科的理论和方法。
同时，要注意将测量结果与相关的标准和规范进行比较，以确定噪声振动是否符合相关的要求和限制。
总结起来，噪声振动的评价与测量方法主要包括了评价噪声振动的特点、测量噪声振动的强度和频率、选择适当的测量环境和位置、确定合适的测量时间和参数、以及对测量数据进行处理和分析等步骤。
这些方法的目的是了解噪声振动的产生机理和特点，为噪声振动的控制和减少提供依据。
噪声振动的评价和测量方法
噪声振动的评价和测量方法噪声振动是一种普遍存在于我们生活和工作环境中的不良影响因素。
它不仅会干扰我们的工作和休息，还可能对我们的健康造成负面的影响。
因此，评价和测量噪声振动以确定其对人类和环境的影响非常重要。
评价噪声振动的方法通常包括主观评价和客观测量两种。
主观评价是通过调查问卷、焦点小组讨论等方式来获得人们对噪声振动的主观感受和满意度。
客观测量则是通过科学仪器和设备来实时记录、分析和量化噪声振动的各个参数和特征。
下面将详细介绍噪声振动的评价和测量方法。
评价方法：1.基于感知评价方法：这种方法通过调查问卷、焦点小组讨论等方式来收集人们对噪声振动的主观感受和满意度。
通过这些反馈，可以了解到噪声振动对人们工作和休息的干扰程度，从而确定噪声振动的负面影响。
2.基于健康影响评价方法：这种方法通过研究噪声振动对人类健康的影响来评价其不良效应。
研究人员可以通过医学调查、实验研究和流行病学研究等方法来评估噪声振动对人类听力、心理和生理健康的影响。
测量方法：1.声级计的使用：声级计是一种用于测量声音强度的仪器，可用于测量噪声振动的声级。
声级计通过将声音转换为电信号，并通过滤波和放大来确定声音的强度，并以分贝（dB）为单位表示。
2.频谱分析：频谱分析是一种用于测量噪声振动频率成分的方法。
通过将噪声信号进行快速傅里叶变换（FFT）或其他相关算法的分析，可以将噪声信号分解为其频谱分量，从而确定噪声的频率特性。
3.振动测量：振动测量是一种用于测量噪声振动的能力和频率特征的方法。
通过使用振动传感器和加速度计等设备，可以实时记录噪声振动的振幅和频率，并以各种方式表示，例如时域图和频域图。
以上是常用的噪声振动评价和测量方法。
这些方法可以帮助我们定量和定性地评价噪声振动的特征和对人类和环境的影响，有助于采取针对性的措施来减少和控制噪声振动的不良影响。
城市轨道交通桥梁振动及噪声辐射研究
（＜ ２ ５ ０ Ｈ ｚ ） 主要 由于桥 体 结 构 振 动 辐 射 产 生 ， 而 轮 轨
振 动辐 射 是 高 频 噪 声 （ ２ ５ ０～１ ０ ０ ０ Ｈ ｚ ） 的重 要 来 源 。
１ 城 轨 桥 梁 振 动 有 限 元分 析
１ ． １ 有 限 元振 动计 算理 论
本文 利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ建 立槽 型 梁 、 箱 型梁 及 Ｔ型梁 ３
种不 同梁 型 的简化 模 型 ， 采 用 移 动 荷 载 列模 型 作 为初 始激励 ， 分析 ３种梁 型的振动 响应 。以计算 得到 的振 动
响应作为声 学模 型的边界条件 ， 用声学 边界 元方法 分析 ３种梁 型振动产 生的声场在 时域和空 间上 的分 布规 律 。
式 中， Ｏ ｌ 为质 量 阻尼 系数 ， 口为 刚度 阻尼 系数 。根据 振
晶等 利 用 有 限元 软 件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ与 Ｌ ＭＳ Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ １ ． Ｌ ａ ｂ
Ａ ｃ ｏ ｕ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ 对 城 市轨 道交 通 高架 桥梁 的振 动声 辐 射进 行
了分 析 。 王巧燕 等 对 上海 轨道 交通 １号线 和 明珠 线
路地 铁双 层 高架 轨 道交 通所 引起 的振 动 和环 境 噪声 问
题 。高 飞等 应 用 声 学 理 论 建 立 列 车 通 过 高 架 桥 梁 时 的噪声 预 测模 型 ， 对 由结 构 噪 声 和 轮 轨 噪声 引起 的 高架 结 构 附 近 的 噪 声 传 播 规 律 进 行 了 研 究 。 张 鹤 等 结 合 车桥 耦合 振 动 理论 和声 传 播 理 论 ， 建 立 了桥 梁 振 动辐 射 瞬 态 噪 声 的 有 限 元 一边 界 元 混 合 求 解 模 型， 对 一 座三跨 钢 连 续 梁桥 在 交 通 荷 载 作 用 下 桥 梁 振 动 产生 的 瞬态 噪声 场进 行 了试 验分 析 和数值 模 拟 。李
混凝土桥梁低频结构噪声数值模拟与现场实测
采 用 有 限元 法 和模 态叠 加 法 求 解 列 车一 轨 道一 桥梁 动力相 互作用 系统 瞬态响应 ， 重 点 关 注 桥 梁 高 频 局 部 振 动 。采 用 边 界 元 法 求 解 桥 梁模 态声 传 递 向 量 ， 将 其 与 桥 梁 模 态 坐标 频 谱 相 乘 得 到 空 间 各 场 点 声 压 频 谱 ， 再 对声 压 频 谱 进 行 快 速 傅 里 叶逆 变 换 获 得 相 应 声 压 时 程 。 以 上 海 轨 道 交 通 预 应 力 混 凝 土 ｕ 形 梁 为 例 ， 进 行 振 动 与 噪 声 现 场 实
中 图分 类 号 ：Ｕ４ ４ １ ． ３ ；Ｕ４ ４ １ ． ７ ；Ｕ４ ９ １ ． ９ 文 献 标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ８ ３ ６ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ １ ４
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ Ｔｅ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｃｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ － － ｂ ｏ ｒ ｎ ｅ Ｌｏ ｗ。 ・ ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｎｏ ｉ ｓ ｅ ｓ
测， 将 桥 梁 不 同部 位 局 部 振 动 加 速 度 和不 同场 点声 压 测 试 数 据 与 数 值 模 拟 结 果 进 行 比较 。结 果 表 明 ： 模 拟 和 测 试
结 果 在 时 程 曲线 及 频 谱 曲线 上 均 吻 合 较 好 。 关 键 词 ：混 凝 土 桥 梁 ； 结 构 噪声 ； 列车一 轨道一 桥梁动力相互作 用 ； 现 场 实 测
第３ ５ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ３年 ３月
桥梁噪音和振动检测方案减少环境污染和噪声影响
桥梁噪音和振动检测方案减少环境污染和噪声影响桥梁作为城市交通的重要组成部分，承担着车辆和行人的通行任务。
然而，桥梁的建设和使用过程中常会产生噪音和振动，给周围环境和人们的生活带来不利影响。
为了减少环境污染和噪声影响，科学有效的桥梁噪音和振动检测方案显得尤为重要。
本文将从不同角度探讨几种常用的桥梁噪音和振动检测方案，旨在为工程师提供参考和指导。
第一部分：噪音和振动检测的重要性在了解桥梁噪音和振动检测方案前，我们首先需要明确噪音和振动对环境和人体健康的影响。
桥梁噪音和振动是由交通流、行人活动以及风力等所引起的。
长期处于高噪音和强振动环境下会导致人员听力受损、睡眠质量下降、心理压力增加等负面影响，对人们的身心健康造成威胁。
同时，噪音和振动也会对周围的自然环境造成不可忽视的破坏，影响野生动物和植物的生存。
第二部分：主要桥梁噪音和振动检测方案1. 传感器检测方案传感器作为一种常见的检测设备，在桥梁噪音和振动检测中起到重要作用。
它能够实时监测桥梁的振动情况，帮助工程师了解桥梁的结构状况和健康程度。
当桥梁的振动超过安全标准时，传感器能够及时报警，提醒相关部门采取相应的维修和加固措施，减少噪音和振动的产生。
2. 数值仿真模拟方案数值仿真模拟方案以计算机为工具，通过建立桥梁的数值模型，模拟桥梁在不同工况下的振动情况。
通过对模型进行力学分析，在设计阶段识别潜在的问题，并针对性地进行优化设计，减少桥梁的振动和噪音。
数值仿真模拟方案具有可靠性高、经济性强、操作简单等优点，成为桥梁噪音和振动检测中的重要手段。
3. 声学测试方案声学测试方案主要利用专业的声学仪器对桥梁周边的噪音进行监测和测试。
通过分析噪音的频率、强度和来源等信息，找出噪音主要的产生源，并制定相应的控制策略。
声学测试方案能够全面了解桥梁噪音的分布情况，为有效减轻噪音提供科学依据。
第三部分：桥梁噪音和振动检测方案应用案例1. 桥梁振动传感器的应用某城市的一座重要桥梁在经历了长期的使用后，出现了严重的振动问题。
桥梁振动特性研究
桥梁振动特性研究桥梁振动是工程结构中一个重要的研究领域。
随着城市化进程和交通工具的发展，桥梁作为城市交通的重要组成部分，其安全性和稳定性问题日益受到关注。
振动是指桥梁在受到外界力作用或自身固有频率激励下产生的结构动态响应。
振动特性研究主要包括振动模态、频率、振型等方面的分析，其目的是为了评估桥梁的振动性能，优化设计与维护工作。
一、桥梁振动的分类桥梁振动可分为静态振动和动态振动两种类型。
静态振动是指桥梁在受到静力荷载作用下产生的变形和位移，其特点是振动幅度相对较小，频率较低。
而动态振动是指桥梁在受到动力荷载作用下产生的振动现象，其特点是振动幅度较大，频率较高。
二、桥梁振动的原因桥梁振动产生的原因主要有以下几个方面：车辆荷载、风荷载、地震荷载、涡激振动等。
其中，车辆荷载是主要的振动激励源，车辆在桥梁上行驶时会产生载荷和激励力，导致桥梁产生振动。
而风荷载和地震荷载则是外部环境因素引起的桥梁振动，其振幅和频率与风速和地震强度等因素相关。
三、桥梁振动特性的研究方法1. 实测方法：通过在实际桥梁上安装振动传感器，采集桥梁的振动数据，然后通过数据分析和处理，得到桥梁的振动特性。
这种方法能够直接获取桥梁的实际运行情况，具有较高的准确性。
2. 计算模拟方法：通过建立桥梁的数学模型，运用有限元分析或其他相应的计算方法，对桥梁的振动特性进行模拟和计算。
这种方法可以通过调整参数或条件，对比不同情况下的振动特性，为桥梁的设计和改进提供参考。
四、桥梁振动特性的评估与优化通过研究和分析桥梁的振动特性，可以评估其安全性和稳定性，找到振动问题的症结所在。
根据评估结果，可以采取相应的优化措施。
常见的优化方法包括：调整桥梁的结构参数、改进桥梁的材料和施工工艺、优化桥梁的支座和铺装等。
五、桥梁振动特性的研究意义桥梁振动特性的研究不仅对于桥梁的设计和改进具有重要的参考价值，而且对于提高桥梁的使用寿命、保障交通运输安全、保护环境和节约资源等方面也具有积极的意义。
低频噪声干扰器效能评估方法研究
第３ ０卷第 ４期
２０ ０ ８年 ８ 月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ０，Ｎｏ ４ １３ ． Ａｕ ．，２ ０８ ｇ ０
Ｓ Ｐ Ｓ ＥＮＣＥ ＨＩ ＣＩ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮ０Ｌ ０ＧＹ
低频 噪 声 干 扰 器效 能评 估方 法 研 究
但 由 于作 战态 势 和 战 术 使 用 较 为 复 杂 ， 扰 器 的对 抗 效 果 很 难 评 估 。从 理 论 上 分 析 了低 频 噪 声 干 扰 器 的 作 用 原 理 ； 干 依 据 雷 达 干 扰 效 果 因素 的 概 念 ， 出 了基 于 Ｔ扰 品 质 素 的 效 能 评 估 方 法 ； 过 仿 真 手 段 给 出 了 给 定 条 件 下 低 频 噪 提 ： 通 声 干 扰 器 的 干 扰 效 果 评 估 方 法 应 用 。该 疗 法 能 较 好 地 评 估 干 扰 器 的 对 抗 效 果 ， 水 声 对 抗 系 统 中干 扰 器 的 战 术 使 用 为 提 供 了参 考 依 据 。
Ａ ｓ ａｔ Ｉ ｎＷ ｕ ｄｒ ａ ｒ ａｆｒ， ｗ ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｅｊｍｍ ｒ Ｌ Ｎ ）ｓｗｄ ｌ ｕｅ ｅａ ｓ ｏ ｂ ｔ ｃ： ｎ Ｏ ｎ ｅｗ ｔ ｒ ｅ ｌ ｅ ｕ ｎ ｙｎ ｉ ａ ｅ（ Ｆ Ｊ ｉ ｉｅ ｓｄ ｂｃ ｕｅ ｆ ｒ ｅｗ ａ ｏ ｒ ｓ ｙ
Байду номын сангаас
ｅｆｃ ｒｄ ｒｊｍｍｅ ， ｎ ｅ ａｕ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｏ Ｆ Ｊｂ ｓｄ ｏ ａ ｆ ｔ ａ ａ ｅ ａ ｄ ａ ｖ ｌａｉ ｔｏ ｆＬ Ｎ ａｅ ｎｊｍｍｉｇｑ ａｉ ａ ｔｒｉ ｇｖ ｎ，ｔｌｓ ｔｒｕ ｈ ｏ ｎ ｕ ｌ ｙｆｃｏ ｓ ｉｅ ａ ａ ｔ ｈ ｏ ｇ ｔ
既有中小跨径铁路桥梁振动频率识别方法研究
摘要随着我国既有货运铁路推进重载扩能改造的发展，中小跨径桥梁的荷载效应明显增大，主梁逐渐出现了开裂、刚度退化及频率下降的现象。
桥梁的振动频率是桥梁动力特性评价及损伤识别的重要参数，但是对于中小跨径铁路桥梁，由于其自身刚度大、固有频率值高和边界条件不明确等特点，通过传统的自谱法等方法进行模态参数识别时，频谱图中峰值较多且相近，结构频率不易辨识。
本文研究采用互功率谱法、稳态图法和频域分解法对图号为“专桥1024”的8 m普通钢筋混凝土低高度板梁桥和图号为“专桥（96）2066”的16 m预应力钢筋混凝土T型梁桥进行了模态参数识别，并基于ANSYS有限元计算软件对其有限元模型进行了灵敏度分析和模型修正。
论文主要研究内容及结论如下：（1）在环境脉动激励的情况下，对8 m、16 m和32 m铁路桥梁的速度信号进行采集，采用互功率谱法对桥梁的一阶自振频率进行识别与分析。
结果表明互功率谱法识别过程繁琐，且在脉动测试条件下不太适用于16 m以下铁路桥梁。
（2）在环境脉动激励的情况下，对长度为4 m的钢梁的速度信号进行采集，然后采用稳态图法和频域分解法对试验梁的一阶自振频率进行识别，最终二者识别结果基本一致，验证了两种方法在识别结构振动频率的可行性。
（3）采用稳态图法和频域分解法频率对16 m以下铁路桥梁在环境激励下的模态参数进行识别，结果表明稳态图法和频域分解法均可以准确识别出桥梁的基频，但是频域分解法较稳态图法的识别过程更为简捷，适用性更加广泛。
（4）通过对有限元模型的物理参数进行灵敏度分析发现，桥面二期铺装附加质量、主梁混凝土弹性模量、主梁混凝土质量密度和支座横向弹簧刚度对各阶频率的敏感性较强，而支座纵向弹簧刚度和主梁混凝土泊松比对各阶频率的敏感性较弱。
（5）基于ANSYS有限元计算软件，综合采用零阶法和一阶法对有限元模型进行修正，修正后的有限元模型更真实地反映了该桥梁的动力特性，从而为后期桥梁损伤识别、安全评估等研究工作提供了更精确的基准有限元模型。
考虑桥面板振动的桥梁结构低频噪声分析
２ ．Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＣｉｉＥｎ ｉｅ ｒｎ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｖｌ ｇ ｎ ｅｉｇ，Ｚ ｅｉｎ ｉｅｓｔ ｈ ｊ ｇ Ｕｎｖ ｒｉ ａ ｙ，Ｈａ ｇ ｈ ｕ３ ０ ２ ｎ ｚ ｏ １ ０ ７，Ｐ． Ｃｈｎ ）பைடு நூலகம்Ｒ． ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｎ ｒｔ ｎａ ｉ ｏａ ｆｖｅ ｃｅ，ｔ ｅ ｂ ｉ ｅ ｗ ｉ ｉ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｄ ａ ｅ ｌ ｗ— ｒ ｑ ｅ ｙ ｎｏ ｓ ｈ ｃ ｓ ｔａ ｔ Ｕ ｄｅ ｈｅｄｙ ｍ ｃ ｌ ｄ ｏ ｈｉｌ ｈ ｒｄｇ ｌ ｖｂｒ ｔ ｎ ａ ｉｔ ｏ ｆ ｅ ｕ ｎｃ ｉｅ ｗ ｉｈ ｉ ｌ ｈａ ｍ ｆ ｏ ｒ ｕｌｔ ｈｕ ａ ｈｅ ｌｈ Ａ ｍ ｅ ｈ ｆ ｒ ｒ ｄ ｃ ｉ ｔ ｌ ｗ —ｒ ｑ ｎｃ ｎｏ ｓ ｉ ｐｒ ｐｏ ｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ｈ ｍ ｎ ａｔ ． ｔ ｏｄ ｏ ｐ ｅ ｉ ｔｎｇ ｈｅ ｏ ｆ ｅ ｕｅ ｙ ｉｅ ｓ ｏ ｓ ｄ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ａ ｌ ｉ ｆｖ ｂｒ ｔｏ ｉ ｇ ｅ ｋ． Ｔ ｈ ｒ ｄｉｔｏ ｎ ｌ ｄｅ ｈｅ ａ ｌ ｓｓｏｆｖｅ ｃ ｅ ｂｒｄ ｏｕ ｉ ｂ ａ ｉｎ ｎａｙｓｓｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｏｆｂｒｄ ｅ ｄ ｃ ｅ ｐ ｅ ｃ ｉ ｎ ｉ ｃ ｕ ｓ ｔ ｎａ ｙ ｉ ｈｉｌ— ｉ ｇｅｃ ｐｌ ｎｇ ｖｉ ｒ ｔｏ ｃ ｎ ｉ ｅ ｉ ｈ ｉ ｅ ｅ ｋ ａ ｄ ｈｅ ａ ａ ｙｓｓ ｆ ｓ ｕ ｒ ｄ ａ ｉ ａ ｄ ｐｒ ｐａ ｔｏ ｉ ｔ ｉ． Ｂｙ ａ ｎ ａ ｏ ｓ ｄ ｒｎｇ ｔ ｅ ｂｒｄｇ ｄ ｃ ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ ｏ ｏ ｎｄ ａ ｉ ｔｏｎ ｎ ｏ ｇａ ｉ ｎ ｎ ｈｅ ａ ｒ ｔ ｋｉ ｇ
铁路高架桥梁低频噪声测试与环境影响评价
!"
!+$
!#
!$ !+#
!% !& !' !( !)
!++ !* !+,
! "#$%&'()*+,-!
!"#'()
!"# !##
$# %# &# "# !##
,-./ 0 ,-./ )
,-./ 1
,-./ ,
&'()*+,-. /012345-.
!#!
!#"
$%'*+
! "#$%&'()*+,-
３ 高架桥噪声测试与评价
试验选择在某 ３２ｍ跨度的铁路简支箱形梁桥下进行，该箱 形梁梁高 ２．８ｍ、顶面宽 １３ｍ。箱形梁测点周围均为宽敞的荒地， 无其他遮挡。测试时将麦克风布置在跨中各采集点，声压采集点 布置如图 ２所示。其中 Ｄ１～Ｄ３采集点在箱形梁的正上方，Ｄ３点
理时，优先从峰值频率入手将更为有效。
关键词：高架桥，低频噪声，环境评价
中图分类号：Ｕ４９１．９１
文献标识码：Ａ
１ 概述
列车通过高架桥 时，由 于 轨 道 不 平 顺 会 引 起 桥 梁 结 构 振 动。 桥梁壁板振动 激 励 外 部 空 气 从 而 辐 射 噪 声，这 种 噪 声 以 低 频 为 主，称之为“低频噪声”［１３］。
距桥面板距离为 ２ｍ，每个采集点高度差为 ２ｍ；Ｄ４～Ｄ６采集点 位于箱形梁正下方，Ｄ４点距底面板距离为 ３ｍ，各采集点之间高 度差为 ３ｍ；Ｄ７～Ｄ９采集点垂直于线路中心线分布，距地面高度 为 １ｍ，距线路中心线的水平距离分别为 ５ｍ，１０ｍ，２０ｍ；Ｄ１０～ Ｄ１３采集点布置在距线路中心线 ２５ｍ处沿垂向分布，各采集点之 间高度差为 ６ｍ。
城市高架桥的环境振动研究的开题报告
城市高架桥的环境振动研究的开题报告
一、课题背景和意义：
随着城市快速发展，城市高架桥建设越来越普遍，但是高架桥的噪声和振动却影响着周边居民的生活。
因此，对城市高架桥的环境振动进行研究，有助于改善居民的生活环境，保障城市的可持续发展。
二、研究内容：
本次研究将从以下几个方面对城市高架桥的环境振动进行研究：
1.高架桥建设对周边环境振动的影响机理分析
2.环境振动的测量方法和设备
3.城市高架桥环境振动的实测分析
4.环境振动对人体健康的影响评估
三、研究方法：
本研究将采用实地调查、实测分析、数学建模等方法。
1.实地调查方法：通过对城市高架桥和周边居民的问卷调查，了解高架桥噪声和环境振动对居民生活的影响情况。
2.实测分析方法：利用振动测量仪器，对城市高架桥周边环境振动进行实时监测和分析。
3.数学建模方法：将实测数据进行统计分析，建立城市高架桥环境振动模型，并对各种因素对环境振动的影响进行分析。
四、预期成果：
本研究预期可以得到以下成果：
1.对城市高架桥环境振动的影响机理进行分析。
2.构建城市高架桥环境振动模型。
3.对环境振动对人体健康的影响进行评估。
4.提出可行的城市高架桥环境振动减轻措施。
五、研究意义：
通过本研究，可以为城市高架桥的环境保护提供科学依据，也可以为城市规划提供指导方向。
同时，可以为研发城市高架桥降噪和减振技术提供参考。
桥梁结构振动监测与结构健康评估方法
桥梁结构振动监测与结构健康评估方法桥梁结构在长期使用和自然力的作用下，会产生各种振动响应，这些振动响应反映了结构的动态特性以及可能存在的损伤。
因此，对桥梁结构进行振动监测和结构健康评估显得尤为重要。
本文将介绍桥梁结构振动监测的技术方法和结构健康评估的指标。
一、振动监测方法1. 力学式方法力学式方法是一种传统的振动监测方法，它通过布置一定数量的振动传感器在桥梁结构上进行测量，获取结构的动态响应。
常见的力学式方法包括加速度计法、应变计法和位移计法等。
加速度计法用于测量结构的加速度，通过二次积分可得到结构的位移响应；应变计法用于测量结构的应变响应，可反映结构的形变程度；位移计法直接测量结构的位移响应，但需要在结构上布置大量的位移传感器，成本较高。
2. 激光测距法激光测距法是一种非接触式的振动监测方法，它利用激光测量技术对桥梁结构进行测量。
激光测距法可以快速、准确地获取结构的振动信息，并且不会对结构造成人为干扰。
激光测距法在振动监测中被广泛应用，特别适用于大跨度桥梁的振动监测。
3. 非接触式传感器法非接触式传感器法是一种近年来发展起来的新型振动监测技术，它主要包括光纤传感技术、无线传感技术和图像处理技术等。
光纤传感技术利用光纤传感器对结构进行测量，可实现对结构振动的高精度监测；无线传感技术采用无线传感器网络对结构进行监测，具有布设灵活、成本低等优点；图像处理技术通过对结构振动进行图像捕捉和处理来获取振动信息。
二、结构健康评估方法1. 基于模型的方法基于模型的方法是一种常用的结构健康评估方法，它通过建立数学模型对结构进行分析和评估。
常见的基于模型的方法包括有限元分析法、边界元法和模态参数识别法等。
有限元分析法可以对结构进行力学模拟和振动分析，提供结构的应力、变形和振动信息；边界元法通过求解边界方程来研究结构的振动特性；模态参数识别法通过测量结构的特征振型和频率来评估结构的健康状态。
2. 数据驱动方法数据驱动方法是一种基于实测数据进行结构健康评估的方法，它通过统计学和机器学习等技术对结构的振动数据进行分析和处理。
城市桥梁噪声分析及降噪措施设置分析
城市桥梁噪声分析及降噪措施设置分析摘要：随着我国城市化进程加速发展，汽车保有量的逐年增长，导致了交通的拥堵问题日益严重。
城市高架快速路以及互通立交的建设，在一定程度上缓解了交通压力，提升了通勤效率。
同时，城市高架桥建成运营之后，对沿线既有住宅居住区不可避免地产生了一定的噪声污染。
作者根据自己的工作体会，就城市桥梁的噪音问题进行了分析与讨论，并就如何降低噪音提出了相应的对策，以及对今后的设计有所帮助。
关键词：噪声，城市桥梁，降噪措施引言：近年来，随着全国范围内城市化进程的加快，城市道路交通迅速发展，但其所引起的交通噪音污染也日益突出，对居民的身心健康，对城市的居住环境都带来极大挑战。
城市桥梁作为城市道路的主要构成部分，尤其是近年来大规模建设的立体交叉、高架桥等，在给道路带来便利的同时，也带来了严重的噪音问题。
以城市桥梁噪声产生的原因和特征为依据，确保人民群众正常生活的声环境品质，这对提高人们的生活品质具有十分重要的作用。
1城市桥梁噪声产生的原因及特性城市桥梁噪声主要包含两部分，第一部分是道路交通噪声，主要与车速、车况、路面情况等因素有关，如桥梁坡度大和重载车通过产生的发动机噪声，汽车车速过快产生的胎噪；同第二部分是桥梁结构及其附属物产生的噪声，比如桥梁结构自振和车辆撞击桥梁伸缩缝产生的噪声等。
1.1路面交通噪声道路交通噪声主要包括两个方面，一个是汽车自身，它的主要来源是发动机、排气管等机械运转所造成的；另外一个方面是汽车的运营阶段，它的主要来源是轮胎的运行和鸣笛。
在车辆行驶速度达到某一程度后，由于车轮与地面的摩擦而引起的噪音成为了车辆行驶中的一种噪音。
公路交通噪音具有下列特征：（1）传播特性。
城市道路噪声是一种由一系列不相干、相位随机的连续、非同步的点声源构成的无穷远线性声源，其中的波动影响可以忽略不计。
（2）时间分布特性。
单纯地对城市道路交通噪声的影响进行研究是毫无意义的，因为在现实生活中，噪声的时间分布与交通流量的时间分布之间存在着一种正相关关系。
桥梁结构的随机振动响应分析与可靠性评估
桥梁结构的随机振动响应分析与可靠性评估随着城市化和交通发展的迅猛推进，桥梁作为重要的交通基础设施，承载着我们的出行和经济活动。
然而，桥梁结构在长期使用过程中面临着各种不确定性和风险，其中之一就是随机振动引起的结构响应问题。
为了保障桥梁的正常运行和安全性，进行随机振动响应分析和可靠性评估是至关重要的。
一、随机振动响应分析在进行随机振动响应分析之前，我们首先需要了解桥梁结构的振动特性和引起振动的外部力。
这些外部力包括交通载荷、风荷载、地震等，它们的作用会导致桥梁结构发生自由振动或强迫振动。
在振动响应分析中，我们可以采用数值模拟方法，如有限元法、边界元法等，来模拟结构的响应。
通过建立适当的数学模型和边界条件，我们可以预测桥梁结构在不同振动力下的受力情况和响应。
同时，我们还可以利用振动监测技术，如加速度计、光纤传感器等，在实际桥梁上进行振动数据的采集和分析。
通过这些实测数据，我们可以更准确地了解桥梁的振动性能，并进行有效的结构分析和评估。
二、可靠性评估桥梁结构的可靠性评估是为了评估结构在服务寿命内能够正常运行的概率，从而提供可靠性分析和结构优化的依据。
在可靠性评估中，我们需要考虑结构的强度、稳定性以及振动响应等因素。
首先，我们需要确定结构的安全指标，如极限状态函数或可靠度指标。
然后，根据这些指标，我们可以建立相应的可靠性模型，并进行可靠度分析。
在分析中，我们需要考虑结构参数的不确定性，如材料性能、荷载情况等，并结合随机振动响应分析的结果进行综合评估。
在可靠性评估中，还可以采用统计学方法，如蒙特卡洛模拟、可靠性指数等，来对结构的可靠性进行估计。
通过大量的仿真计算，我们可以得到结构在不同概率水平下的可靠度，并评估结构的安全性。
三、结论综上所述，桥梁结构的随机振动响应分析和可靠性评估对于确保桥梁的正常运行和安全性具有重要意义。
通过合理的振动响应分析，我们可以了解结构的振动特性和受力情况；通过可靠性评估，我们可以对结构的安全性进行全面评估。
MEID对桥梁的减振降噪效果探究
MEID对桥梁的减振降噪效果探究1. 概述90年代初，桥梁振动产生的低频声波带来的噪音问题，引起了周围住民的投诉与不满，渐渐的发展成为一种新型的桥梁公害，成为了社会问题。
近年来，随着桥梁规模的长大化，车辆大型化、高速化，还有交通量的逐年增加，桥梁振动带来的低频声波的问题逐渐的显露了出来。
因此，业界实施了各种针对低频声波的措施。
藤村阳平建立了桥梁上部结构由于汽车行驶产生低频声波的解析模型，还有通过调频质量阻尼器（Tuned Mass Damper，下称TMD）的使用，低频声波的降低效果进行了定量分析[1]。
实际工程中，TMD可以降低桥梁振动的效果，已经被大家所认可。
但是，桥梁周边住民屋内家具的振动问题，并没有得到解决[2]。
因此新型的动量交换型减震器（Momentum Exchange Impact Damper，下称MEID）进入了研究者的视野。
MEID针对于高层住宅的楼板振动问题，主要在房建领域研究并开发。
目前在市政桥梁领域少有研究。
2. MEID的基本原理下面用一个简单的模型来说明MEID的基本原理。
在一条直线上的质量相同的球体A、B、C，A球以速度v撞向B球，受到直接撞击的B球保持静止，C 球以速度v开始运动。
A球的动量，通过B球传递给了C球，这就是我们所熟识的动量守恒。
图-1所示为运用动量守恒定律的MEID模型。
球体A、B、C分别代表汽车、桥面板、减震器的质量块。
实际中，汽车、桥面板、减震器的质量并不一致，且位置也不只限于同一直线。
因此，如同理论这样，完全使桥面板静止很难，但是一定程度上减少振动，我们认为是可行的。
3. 建立MEID模型（1）MEID模型的确定下面进行MEID模型的说明。
此次研究中，设定MEID为一自由度的模型。
另外，MEID的响应解析手法和文献[1]中相同。
假设MEID的竖向绝对位移为，设置MEID处桥面板竖向位移为，速度为，方向竖直向下为正，MEID的运动方程为（1）是MEID的阻尼系数，是MEID的弹簧系数，是MEID的质量。
低频振动信号处理方法比较评价与优化设计
低频振动信号处理方法比较评价与优化设计低频振动信号处理是工程领域中的一个重要问题，因为低频振动信号往往包含着有用的信息，但同时也混合着大量的噪声。
为了准确提取和分析这些有用信息，需要采用适当的信号处理方法。
本文将对几种常见的低频振动信号处理方法进行比较评价，并提出优化设计的建议。
首先，常用的低频振动信号处理方法之一是滤波法。
滤波法通过设计合适的滤波器来抑制或去除低频振动信号中的噪声。
常见的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和数字滤波器等。
低通滤波器可以通过选择适当的截止频率来去除高频噪声，而保留低频振动信号。
带通滤波器则可以选择适当的频带来保留感兴趣的频率范围内的信号。
数字滤波器可以通过数字信号处理算法来滤除噪声，具有较好的灵活性和可调性。
其次，小波分析是另一种常用的低频振动信号处理方法。
小波分析通过将信号分解成不同频率的小波函数来提取信号的局部特征。
小波分析具有多分辨率分析的特点，可以同时捕捉到信号的时域和频域信息。
常见的小波函数有Haar小波、Daubechies小波和Morlet小波等。
小波分析可以通过选择适当的小波函数和分解层次来提取低频振动信号中的有用信息，同时抑制噪声。
此外，经验模态分解(EMD)方法也常被用于低频振动信号处理。
EMD方法通过将信号分解成多个本征模态函数(IMF)来提取信号的局部特征。
每个IMF都代表了信号中的一个不同的时频分量。
EMD方法在信号处理中具有较好的适应性和自适应性，适用于非线性和非平稳信号的处理。
EMD方法可以根据信号的局部特征自动调整信号分解过程中的参数，具有较好的去噪和特征提取效果。
根据对以上几种低频振动信号处理方法的比较评价，可以得出以下结论：滤波法适用于频谱特征明显的信号，但对于包含多种频率成分的信号效果较差；小波分析适用于分析信号的局部特征，但对于非平稳信号处理效果不佳；EMD方法适用于非线性和非平稳信号的处理，但在噪声较大的情况下容易产生伪分量和模态交叠。
轨道交通混凝土桥梁中低频噪声预测方法
轨道交通混凝土桥梁中低频噪声预测方法宋晓东;李奇;吴定俊【摘要】A refined prediction model was proposed to predict the low-to-medium frequency noise in bridges and rails in urban rail transit system.First,a three dimensional(3D)finite element model of the bridge and rail was developed,and the bridge noise and rail noise when the trains passed were calculated by combining the train-track-bridge interaction analysis and 2.5 dimensional(2.5D)acoustic model.Based on U-shaped girder of the rail transit system in Shanghai,the spectral characteristics and the spatial distribution of the rail and bridge noises were investigated.The accuracy of the numerical calculation method was verified by the measured comparison. The results show that the bridge structure-borne noise is dominant in the space beneath the U-shaped girder while the rail noise constitutes a greater part in the space above the U-shaped girder.The bridge noise is compa-rable with the rail noise at the distance of 20 m away from the track center.Thus,the contribution of both the bridge noise and rail noise should be considered in the noise prediction.%提出预测轨道交通桥梁和钢轨中低频噪声的精细化模型:首先,建立3D桥梁和钢轨有限元模型;然后,结合3D车辆-轨道-桥梁耦合振动模型和2.5D声学无限元模型计算列车通过时的桥梁噪声和钢轨噪声.以上海轨道交通某混凝土 U梁为研究对象,对桥梁辐射噪声和钢轨辐射噪声的频谱特性和空间分布规律进行了研究,并通过实测对比验证数值计算方法的精度.研究表明:桥梁结构噪声主要在 U 梁下方的空间起主导作用,而钢轨噪声在 U梁上方的贡献更大;在距离轨道交通中心线20 m 处,两者的声压值基本相当,在噪声预测时桥梁噪声与钢轨噪声的贡献均需考虑.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】6页(P126-131)【关键词】轨道交通;中低频;桥梁噪声;钢轨噪声【作者】宋晓东;李奇;吴定俊【作者单位】东南大学桥梁工程系,江苏南京 210096;同济大学桥梁工程系,上海200092;同济大学桥梁工程系,上海 200092【正文语种】中文【中图分类】U448.21;TB532现场实测表明[1-2]，轨道交通混凝土桥梁的噪声主要在1 000 Hz以下，当采用A 计权声压级时，桥梁结构噪声和轮轨噪声为主要的噪声源。
P041精选-基于边界元的2.5维方法预测轨道交通混凝土桥梁低频噪声
由于低频噪声对人的集中力、睡眠等有诸多负面影响[1,2,3]，交通系统产生的低频噪声问题已经引起了较多的关注[4,5]。
最近，越来越多的学者开始研究桥梁的低频噪声问题[6-10]，这是因为相对高频噪声而言，低频噪声很难通过声屏障等措施得到有效的控制。
为了降低桥梁结构噪声，首先要提出有效的噪声预测方法。
很多学者采用三维边界元（Boundary element method，以下简称BEM）技术来进行桥梁结构噪声分析。
Kawatani[8]通过结合时域车桥耦合振动计算和频域三维边界元声学计算来研究钢桥的辐射噪声。
该三维边界元方法后来被运用到预测高架和铁路桥梁的结构噪声[9,11]。
由于车桥耦合振动是一个时变过程[12,13]，早期也有一些学者通过时域声学计算来研究低频桥梁噪声[14,15]，但是采用的振动和声学计算模型都较为简单；而对于较为复杂的模型，采用时域声学计算效率不高。
Li[7]提出了采用声模态传递向量的方法预测混凝土桥梁结构噪声，适合对不同车辆和车速下的桥梁振动辐射噪声进行参数分析。
但是，用三维边界元进行声模态传递向量计算非常耗时，以文献[7]中30m 跨径的U形梁为例，计算200Hz以下的声模态传递向量需24小时。
对于更长的桥梁或者更高的声学分析频率，三维边界元计算时间将更长。
2.5维方法适用于截面沿某一方向均匀的问题，通过对一系列二维声压方程的解进行傅里叶变换得到三维声学方程的解[16-20]。
Duhamel[16]最早采用2.5维边界元方法对截面均匀的声屏障进行声学分析，后来这一方法运用到诸多领域。
Salonmons等[17]在研究交通噪声时，用2.5维边界元方法作为标准来验证射线模型的准确性。
Hornikx 和Forssén[18]将这一方法扩展到城市街道噪声的研究，并考虑了空气的吸声效应。
最近Pereira等[19]采用2.5维边界元方法来研究具有多层流体基底的水下声波的传播问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
向量， 它与车桥的振动状态、地面平整度以及桥梁结
构振动状态有关， 通过迭代计算得到。
另外， 结构的阻尼矩阵采用传统的 Ｒａｙｌｅｉｇｈ 阻尼
近似， 即
Ｃ＝α０Ｍ＋β０Ｋ
（ １３）
式中： α０ 和 β０ 为 两 个 常 系 数 ， 根 据 钢 结 构 的 阻 尼 比
分布在 ０．５％前后的特点， 取 α０＝０．２、β０＝０．００００４。图
大的计算量， 计算效率低且不易实现。 因此， 本文
采用格子梁计算方法， 按文献［ ７］ 介绍的方法在梁肋
之间引入等剪切力板单元传递剪力， 在不明显增加计
算工作量的条件下实现梁格之间剪力连续传递。
图 １ 表示钢桥面板按格子梁结构计算的模型， 将
正交异性桥面板模拟成如图 １（ ｂ） 所示的杆系结构， 为
低频噪声对人体的影响与频率和声压有关， 当噪 声的频率低于 ５ Ｈｚ 时， 振动对人体的影响极为轻微， 但随着噪声频率提高， 感觉临界值变低， ５０ Ｈｚ 的噪 声当声压超过 ８０ ｄＢ 时人就会产生压迫感。
桥梁振动辐射低频噪声危害人体健康在国外自 ２０ 世纪 ８０ 年代至今已发生 过多起［１］ ， 一些 学者为了 研究桥梁振动辐射低频噪声的发生机理， 从试验和理 论两方面进行了研究 ， ［２－５］ 作者等人也曾作过一些相 关的探索［６］。但是， 由于桥梁辐射低频噪声涉及到高 频率的结构振动响应计算以及气固耦合、声波传播等 方面的问题， 迄今为止提出来的各种算法精度还缺少 实验的验证。
·５４·
土木工程学报
２００８ 年
人的耳朵能够听到的声音频率范围大约介于 ２０￣２００００ Ｈｚ 之间， 所谓低频噪声一般是指频率低于 １００ Ｈｚ 的 声 波 。 由 于 低 频 噪 声 的 部 分 频 率 低 于 人 的 可听频率， 声源确定比较困难， 而且声波的波长较 长， 隔音壁很难切断它的传播路径， 是一种较难处置 的交通公害。
（ ７）
０ Ｇ１ ｆ１ ０ Ｇ２ ｆ１ ０ Ｇ１ ｆ２ ０ Ｇ２ ｆ２
# # Ｇ１＝１－ ｘ／ｌｘ ， ｆ１＝１－ ｚ／ｌｚ
（ ８）
Ｇ２＝ｘ／ｌｘ
ｆ２＝ｚ／ｌｚ
单元的应变为：
γｚｘ＝
"ｗ "ｘ
＋
"ｕ "ｚ
＝Ｂｕｅ
（ ９）
这里，
Ｂ＝ !Ｇ１＇ ｆ１
Ｇ１ｆ
＇ １
Ｇ＇ ２
ｆ１
Ｇ２
ｆ
＇ １
Ｇ＇ １
ｆ２
Ｇ１
ｆ
１ Ｔ
Ｔ
Ｐ（２ ｒ， ｔ， ｆ） ｄｔ
０
（ ３）
式中： Ｐ（ ｒ， ｔ， ｆ） 为桥梁振动声场中 ｒ 位置的瞬时声压，
梁单元的结构振动计算方法无需赘述， 以下仅对
剪切板给出单元刚度矩阵。图 ２ 表示单元的剪力传递
计算模型和局部坐标系。每个节点有 ２ 个自由度， ４
节点板单元的位移向量为：
ｕｅ＝［ ｗ１ ｕ１ ｗ２ ｕ２ ｗ３ ｕ３ ｗ４ ｕ４］
第 ４１ 卷第 １０ 期 ２ ０ ０ ８ 年 １０ 月
土木工程学报 ＣＨＩＮＡ ＣＩＶＩＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＪＯＵＲＮＡＬ
Ｖｏｌ ． ４１ Ｏｃｔ ．
Ｎｏ． １０ ２００８
桥梁振动辐射低频噪声评估方法研究
谢 旭 １ 张 鹤 １ 山下幹夫 ２ 张治成 １
（ １．浙江大学， 浙江杭州 ３１００２７； ２．日本虎门开发咨询株式会社， 日本东京 １７０－ ０００５）
有关两种车辆模型的振动方程以及轮压荷载计算
方法已在文献［ ８］ 中作了详细的介绍， 限于篇幅这里 从略。
桥梁结构在交通荷载作用下的振动响应由振动
方程
Ｍｕ! ＋Ｃｕ" ＋Ｋｕ＝Ｆ（ ｔ）
（ １２）
２ 桥梁结构形式以及计算条件
这里以一座曾因低频噪声问题引起周围居民不满 的日本某桥为例， 对理论计算与现场测试结果进行分 析， 验证上述算法的精度。
引言
桥梁振动对环境的影响有两种形式： 一种为场地
基金项目： 国家自然科学基金 （ ５０７７８１６０） 作者简介： 谢旭， 博士， 教授 收稿日期： ２００７－０５－１４
振动， 另一种为噪声。前者通过地震波传播引起周围 建筑物产生有害的振动， 后者则因空气波引起人的不 舒适感。噪声根据频率大小分为一般噪声和低频噪声 两大类， 桥梁结构振动辐射的低频噪声一般频率小 于 １００ Ｈｚ， 对 人 体 的 影 响 主 要 表 现 为 失 眠 、 头 痛 、 耳鸣、不快振感、胸闷、腹部压迫感等心理和生理 反应。
本文以一座运营中的钢桥为对象， 通过理论计算 与实测结果的对比， 对理论推算桥梁辐射低频噪声的 有效性进行探讨。
１ 桥梁振动辐射低频噪声计算方法
对于面积 ｄＳ 声源在辐射球面上产生的声压为：
ｄＰ（ ｒ， ｔ， ｆ） ＝ ｊρａｃａｋ ｕ（ ｆ） ｅｊ（ωｔ－ｋｒ）ｄＳ
（ ４）
４πｒ
Hale Waihona Puke 式中： ｊ 为虚数 单位； ｋ 为声波 的波数 （ ω／ｃａ） ； ω为 圆频率。桥梁振动产生的声压可以通过桥面板积分计
在此基础上进一步对路面平整性、车辆计算模型等参数的影响进行对比分析， 探索路面以及车辆模型对计算结果
的影响。结果表明， 平整路面可以降低桥梁辐射低频噪声的强度； 采用不同的车辆模型对计算得到的声压有一定
的影响； 为了提高精度需要对高频范围内的桥梁振动计算方法、非平稳信号分析以及声波在边界上吸收、反射等
＇ ２
Ｇ＇ ２
ｆ２
Ｇ２
ｆ
＇ ２
"（
１０）
因此， 单元的刚度矩阵为：
$ ｋｅ＝Ｇｔ ＢＴ ＢｄＡ
（ １１）
Ａ
式中： Ｇ 为板单元的剪切模量； ｔ 为厚度。
计算得到。式中： Ｍ、Ｋ、Ｃ 分别为结构的质量矩阵、
刚度矩阵和阻尼矩阵； ｕ 为结构位移响应， 上标“·”
表示对时间的导数； Ｆ（ ｔ） 为车轮荷载作用对应的荷载
４ 为 频 率 １００ Ｈｚ 以 内 的 阻 尼 比 分 布 ， 结 果 显 示 ， 阻
尼比总体分布在 １．５％以下 ， 但是在较低 或者较高的
频率范围内阻尼值偏高。
１．３ 车辆计算模型和车桥耦合振动计算 为了计算车辆经过桥梁时的振动响应， 本文采用
车桥耦合振动方法计算。图 ３ 为计算采用的 ４ 自由度 和 ６ 自由度两种近似车辆模型， 与前者相比 ６ 自由度 车辆模型考虑了后轴双排车轮不同步振动的影响。
（ ５）
式中： ｗ、ｕ 分别表示节点在单元局部坐标 ｚ 方向和 ｘ
方向的位移， 下标数字表示节点号。因此， 单元的位
移可表示为：
) *ｗ ＝Ｎｕｅ
（ ６）
ｕ
式中， 形函数矩阵 Ｎ 为：
第 ４１ 卷 第 １０ 期
谢 旭等·桥梁振动辐射低频噪声评估方法研究
·５５·
! " Ｎ＝ Ｇ１ ｆ１ ０ Ｇ２ ｆ１ ０ Ｇ１ ｆ２ ０ Ｇ２ ｆ２ ０
算得到。当空气振动在半球面上传播时， 式（ ４） 中的分
子 ４ 改为 ２。
１．２ 桥梁结构计算模型
由 于 低 频 噪 声 的 频 率 达 到 １００ Ｈｚ， 简 单 计 算 模
型不能反映结构这一频率范围的振动特性。虽然应用
板壳有限元可以提高高频率的结构振动响应计算精
度， 但是模拟纵肋、横梁、横隔板等结构细部需要庞
了避免连续桥面板剪力被集中到纵横梁节点上传递，
在 梁 肋 之 间 （ 图 中 的 ａｂｃｄ） 插 入 仅 考 虑 剪 切 力 的 板
单元。
以下从声波传播和结构振动两个方面说明本文计
算采用的方法。
１．１ 空气振动波传播以及测点的声压计算 当空气振动波由桥面板振动引起时， 如忽略声固
耦合的影响， 桥面板周边的空气振动与桥面振动一
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ－ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｉｒ ｗａｖｅ ａｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｂｒｉｄｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ． Ａ ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｓｔｅｅｌ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｓ ａ ｌａｔｔｉｃｅ ｇｉｒｄｅｒ ｍｏｄｅｌ ａｓ ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ． Ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｄｕｅ ｔｏ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ ｏｆ ｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｓｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ． Ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｍａｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｌｏｗ－ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｂｒｉｄｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｈａｓ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｕｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ， ａｎｄ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ， ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｎｇｅ， ｔｈｅ ｎｏｎ－ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｓｉｇｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｕｎｄ ｗａｖｅ ｎｅｅｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ： ｂｒｉｄｇｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ； ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｗａｖｅ； ｌｏｗ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ； ｖｅｈｉｃｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｅ－ｍａｉｌ： ｘｉｅｘｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ