声屏障,主要用于公路、高速公路、铁路、高架、桥梁和其它噪声源的隔声降噪,是一种重要交通设施。道路工程中应用较广泛的声屏障有三种:直立式声屏障、微弧式声屏障和折板式声屏障。
声屏障主要由支撑结构、吸声板及连接构件组成。工程上多采用H型立柱作为支撑结构,以确保声屏障具备良好的结构强度并便于安装和维护。由于声屏障迎风面积大,为保其安全可靠,需进行抗风计算。其中,支撑结构风载荷下的强度与稳定性尤为关键,已成为声屏障设计的主要内容和基本要求。根据《声屏障结构技术标准》(GB/T 51335-2018)和《公路声屏障 第2部分:总体技术要求》(JT/T 646.2-2016) 的规定,声屏障结构设计应考虑声屏障材料本身结构的强度与刚度、支撑结构的强度与稳定性,以及声屏障连接系统的强度及耐久性。
传统的声屏障结构设计主要依赖经验公式和理论计算,存在估算较为粗略、主体设计保守而关键部位设计不足等缺陷。随着科技的进步,有限元仿真技术的应用使得声屏障结构计算更加快速、直观、科学和准确,仿真技术在声屏障结构形式、材料应用、风载模拟、抗风性能和安全性能分析等方面可以发挥巨大作用。
以下是折板式声屏障立柱强度校核仿真APP参数设置及部分仿真计算结果的展示。