不同參數(shù)對高速鐵路簡支梁橋沖擊系數(shù)影響的研究.pdf

1、簡支梁橋在高速鐵路橋梁中被廣泛使用。高速鐵路速度的提升使車輛與橋梁相互作用的問題越來越突出。沖擊系數(shù)作為衡量橋梁動力性能的重要指標被寫進規(guī)范，鐵路規(guī)范中關(guān)于簡支梁橋沖擊系數(shù)的計算是關(guān)于跨徑的單一函數(shù)，而影響沖擊系數(shù)的因素眾多。
　　本文總結(jié)了國內(nèi)外關(guān)于沖擊系數(shù)的研究概況及規(guī)范中的計算方法。建立多剛體車輛模型。在做出忽略橋梁軌道間相對位移和忽略軌道板彈性變形的假定后，建立橋梁結(jié)構(gòu)模型，利用模態(tài)綜合法對橋梁進行模態(tài)分析。建立了車-橋耦

2、合振動的動力學(xué)方程，采用PARK方法求解動力學(xué)方程。
　　以32m高速鐵路簡支梁橋為研究對象，在ANSYS中建立4種截面形式的簡支梁橋有限元模型，通過ANSYS-UM接口導(dǎo)人多體動力學(xué)分析軟件UM中，結(jié)合UM中建立的車輛模型進行車橋動力響應(yīng)分析。分別研究了行車速度、軌道不平順、車輛編組、車輛偏載四個方面的因素對簡支梁橋沖擊系數(shù)的影響。
　　在最新公路橋梁設(shè)計規(guī)范中，沖擊系數(shù)是關(guān)于基頻的函數(shù)，而有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，截面形式對于沖擊

3、系數(shù)的影響也較為明顯，單一用跨徑或者基頻計算沖擊系數(shù)是不夠準確的。那么對于鐵路橋梁來說，截面形式對沖擊系數(shù)影響如何。本文用ANSYS和UM聯(lián)合仿真技術(shù)重點研究了相同設(shè)計條件下不同的截面形式對沖擊系數(shù)的影響，以及不同車速下沖擊系數(shù)對截面形式的敏感程度。
　　經(jīng)過研究分析得出:沖擊系數(shù)并不是隨行車速度的增大而單調(diào)增大，而是會在共振車速處出現(xiàn)峰值;軌道不平順對橋梁沖擊系數(shù)的影響有限;單節(jié)車輛對沖擊系數(shù)的影響與編組車輛明顯不同，不同編組車

4、輛之間對沖擊系數(shù)影響相差不大，只在某些共振速度下的峰值處有差別;車輛偏載時，遠離行駛側(cè)橋梁沖擊系數(shù)大于行駛側(cè)，且橋梁底面沖擊系數(shù)大于頂面，橋梁沖擊系數(shù)的大小與動位移大小無關(guān)。
　　截面形式是影響橋梁沖擊系數(shù)的因素之一，由截面形式不同而引起的沖擊系數(shù)差別可達2倍以上;不同車速，不同截面形式下同一車輛對不同截面的敏感度也不相同，本文定義了敏感度區(qū)間來描述這種不同，除去設(shè)計車速和個別速度下簡支梁橋沖擊系數(shù)對截面形式不敏感外，大多數(shù)速度區(qū)