磁懸浮系統(tǒng)梁—墩—基礎(chǔ)體系的動(dòng)力分析.pdf

1、國外將磁懸浮運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代交通，使其成為高科技地面交通體系的設(shè)想和研究已取得了突破性進(jìn)展。由于磁懸浮列車的導(dǎo)軌與機(jī)車之間不存在任何實(shí)際的接觸，成為“無輪”狀態(tài)，故其幾乎沒有輪、軌之間的摩擦，時(shí)速高達(dá)幾百公里。相對(duì)于普通輪軌交通，磁懸浮高速列車具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有可能成為21世紀(jì)地面高速運(yùn)輸新系統(tǒng)。 磁浮列車線路的計(jì)算與設(shè)計(jì)由于它的特殊技術(shù)特點(diǎn)而比其他的交通系統(tǒng)更明顯地受振動(dòng)技術(shù)特點(diǎn)的影響。磁浮列車線路的動(dòng)力學(xué)特性是影響線路

2、設(shè)計(jì)的主要因素，同時(shí)也與列車行走的平穩(wěn)性和舒適性有密切關(guān)系。 本文從工程設(shè)計(jì)人員角度出發(fā)，對(duì)磁懸浮系統(tǒng)的動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)做了分析和探討。本文的主要工作包括： 1)分析車橋耦合振動(dòng)理論及研究方法，簡(jiǎn)化車輛模型，按彈性 Bernoulli-Euler梁和模態(tài)分析法建立磁懸浮豎向耦合振動(dòng)力學(xué)模型。 2)論述共同工作原理，結(jié)合上海磁懸浮列車工程所使用的軌道梁和下部結(jié)構(gòu)形式，選用合理的樁基模擬，合適的單元類型，建

3、立包括軌道梁、橋墩、基礎(chǔ)在內(nèi)的整體計(jì)算模型。 3)對(duì)上海磁懸浮列車工程中的標(biāo)準(zhǔn)軌道梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得到不同支撐形式下系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)特征和車速對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律。 通過研究，得出如下結(jié)論： 1)結(jié)構(gòu)自振頻率與結(jié)構(gòu)整體剛度成正比，在計(jì)算結(jié)構(gòu)頻率及振型時(shí)應(yīng)該將墩與基礎(chǔ)的剛度考慮在內(nèi)。 2)磁浮列車動(dòng)力系數(shù)的變化與跨徑關(guān)系不大，主要受速度及自身振動(dòng)特性的影響。列車過橋的臨界速度與無量綱

4、常數(shù)Vc=V/lvf1有關(guān)，當(dāng)Vc＜0.5時(shí)，結(jié)構(gòu)相當(dāng)于靜荷載作用。當(dāng)0.5＜Vc＜1時(shí)，動(dòng)力系數(shù)隨速度增大而增大，當(dāng)Vc=1時(shí)達(dá)到最大，為1.2。 3)高速列車過橋時(shí)，橋墩同樣受到?jīng)_擊作用，應(yīng)該和梁體一樣，考慮動(dòng)力沖擊的作用。 4)橋墩豎向動(dòng)力響應(yīng)與軌道梁豎向動(dòng)力響應(yīng)相仿，可取相同的動(dòng)力系數(shù)。 5)橋墩橫向動(dòng)力系數(shù)遠(yuǎn)大于豎向動(dòng)力系數(shù)也大于軌道梁的豎向動(dòng)力系數(shù)。列車過橋時(shí)對(duì)橋墩的橫向振動(dòng)來說也有一個(gè)臨界車速，墩項(xiàng)