雙線車輛運(yùn)行對橋梁動(dòng)態(tài)耦合響應(yīng)影響的研究.pdf

1、隨著列車行車速度的不斷提高，行車密度的增加以及軸重的不斷加大，列車過橋時(shí)所引起的橋梁的空間振動(dòng)響應(yīng)這一問題越來越多的受到橋梁研究者的關(guān)注。本文針對車橋耦合系統(tǒng)，利用有限元方法建立橋梁系統(tǒng)的振動(dòng)方程，并研究了雙線車輛通過橋梁時(shí)對橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。
　　 1.建立了用于橋梁動(dòng)力分析的有限元方程；推導(dǎo)了薄壁單元考慮約束扭轉(zhuǎn)時(shí)的單元?jiǎng)偠染仃嚕⒔o出了凝聚單元?jiǎng)偠染仃嚨姆椒ㄒ约翱臻g薄壁桿件單元的剛度矩陣、梁單元鉸接時(shí)所用的凝聚后的單元矩

2、陣及四節(jié)點(diǎn)矩形板殼單元?jiǎng)偠染仃嚒?br>　　 2.建立了雙線車—橋耦合系統(tǒng)的求解方程，并給出了偏心荷載存在的情況下，橋梁—軌道間位移的轉(zhuǎn)換矩陣及輪軌力轉(zhuǎn)換為橋梁等效節(jié)點(diǎn)荷載力陣的計(jì)算公式；采用三次樣條函數(shù)所得的樣條曲線模擬橋上的線路(軌道)，從而保證任意時(shí)刻輪對在線路(軌道)上時(shí)曲率的連續(xù)性；最后，編制了雙線車橋耦合系統(tǒng)的分析模塊，列出了程序流程圖。
　　 3.比較了雙線運(yùn)行的列車在不同行車速度下對橋梁的振動(dòng)響應(yīng)；對比分析了雙

3、線單通、雙線對開和雙線并開時(shí)橋梁的振動(dòng)響應(yīng)，以及3×32m、5×32m和7×32m三跨鋼構(gòu)橋梁模型跨中截面的時(shí)程響應(yīng)；最后，對比分析了墩的橫向剛度對橋梁振動(dòng)響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明：(1)行車速度在240 km/h～420 km/h范圍內(nèi)時(shí)，雙線并開或雙線對開的情況對鋼構(gòu)橋梁的豎向位移影響不大，而橫向位移卻有很大的差別，因此應(yīng)盡量避免雙線對開；(2)在雙線并開運(yùn)行工況下，行車速度在120km/h～420km/h范圍內(nèi)時(shí)，鋼構(gòu)橋梁的豎向位