脫軌列車撞擊荷載作用下張弦梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、隨著列車的營(yíng)運(yùn)密度和速度都迅速提高;列車脫軌成為火車運(yùn)行的一大安全隱患，對(duì)于鐵路客站這類人員密集的大型交通樞紐，一旦列車發(fā)生脫軌事故，不僅是結(jié)構(gòu)造成破壞，更有可能危害站內(nèi)人員的安全，其次生災(zāi)害難以想象。
　　通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)所占的比例比較大，為追求站房?jī)?nèi)通透性，較多站房結(jié)構(gòu)選擇將柱子設(shè)在站臺(tái)下，這也給火車脫軌后撞擊站臺(tái)柱留下了一定的安全隱患，并且此類結(jié)構(gòu)一般冗余度較低，抵抗連續(xù)性倒塌的能力較弱，因此對(duì)張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)在脫

2、軌列車撞擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)的研究迫在眉睫。
　　本文數(shù)值模擬是由LS-DYNA軟件進(jìn)行火車與張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)的撞擊計(jì)算，對(duì)張弦梁結(jié)構(gòu)撞擊作用下動(dòng)力響應(yīng)做了分析，比較了不同邊界條件、不同撞擊初速度對(duì)撞擊作用下張弦梁動(dòng)力響應(yīng)的影響。論文的主要研究?jī)?nèi)容及研究成果如下:
　　1.上部張弦梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的響應(yīng)是有一定的滯后時(shí)間的，雖然時(shí)間間隔很短。并且能量的傳遞是以最先接觸到外荷載的部分為中心向周圍傳遞的，某種程度上類似地震發(fā)生時(shí)地震波的傳

3、遞，上部結(jié)構(gòu)在該能量波的作用下做來(lái)回的振動(dòng)，并且由于自身的阻尼作用，振動(dòng)的幅度會(huì)越來(lái)越小，最后直至靜止;
　　2.列車撞擊初速度5.22m/s-11.75m/s范圍內(nèi)為安全范圍，上部張弦梁結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生破壞，材料不會(huì)屈服，腹桿不會(huì)發(fā)生失穩(wěn);當(dāng)列車以7.83m/s的速度與不同邊界條件站房結(jié)構(gòu)柱發(fā)生撞擊時(shí)，站房結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生破壞。
　　3.雖然在列車80km/h的脫軌初速度撞擊下，上部梁沒(méi)有發(fā)生剪切破壞，但不排除列車高速撞擊，產(chǎn)生更

4、大剪切應(yīng)力的可能。為防止梁發(fā)生剪切破壞，可以加強(qiáng)梁端部截面抗剪強(qiáng)度。由于繞Y軸彎矩遠(yuǎn)大于繞Z軸彎矩，為減小梁截面撞擊荷載作用下彎曲正應(yīng)力，可以改變截面尺寸或形狀，適當(dāng)增大截面Y軸慣性矩。
　　4.簡(jiǎn)支型張弦梁結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)、梁?jiǎn)卧⑺鲉卧膬?nèi)力均大于連續(xù)型張弦梁。連續(xù)型張弦梁結(jié)構(gòu)抵抗撞擊荷載性能比簡(jiǎn)支型強(qiáng)。
　　5.當(dāng)索內(nèi)預(yù)應(yīng)力值由500kN損失變?yōu)?50kN時(shí)，結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生破壞，材料仍處于彈性階段，但結(jié)構(gòu)的最大位移增加了31