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考虑三角形挡风屏的风-车-桥耦合动力分析
| 论文题名： | 考虑三角形挡风屏的风-车-桥耦合动力分析 |
| 关键词： | 公铁两用悬索桥;风车桥耦合;三角形挡风屏;区域风荷载;动力响应 |
| 摘要： | 对于大跨度的悬索桥而言，其桥塔宽度较大，一般大于一节车辆的长度。车辆进出桥塔区域时，作用于车辆上的风荷载存在突减突增的情况，影响行车安全性和舒适性。本文以五峰山公铁两用悬索桥为工程背景，考虑在桥塔两端设置三角形挡风屏，推导出车辆进出三角形挡风屏和桥塔区域风荷载变化公式，进行了风—车—桥耦合动力分析，主要工作如下: (1)对国内外悬索桥的发展史进行了回顾，简单阐述了风—车—桥耦合动力分析方法以及其国内外研究现状，并以五峰山公铁两用悬索桥为工程背景，建立有限元模型，进行自振特性分析。 (2)详尽的阐述了风—车—桥耦合动力分析中的车辆模型、桥梁模型、轨道不平顺模型、轮轨相互作用关系以及车桥耦合动力方程的求解方法。 (3)根据风洞试验得到的桥梁空气动力学系数计算得到桥梁各节点的静风荷载，基于谐波合成法模拟了桥址处的风速场，进而得到桥梁各节点的风荷载场时程。 (4)基于风荷载均布作用于车体表面假设推导出车辆进出三角形挡风屏和桥塔区域风荷载变化公式，根据风洞试验得到的车辆空气动力学系数计算得到了车辆风荷载变化曲线。 (5)简单介绍了车辆运行安全性和平稳性评价指标，计算分析了不同三角形挡风屏长度、不同风速和不同车速等多种工况组合下车辆和桥梁的动力响应，讨论了三角形挡风屏长度对车桥动力响应的影响。 本文的研究结果表明为保障车辆运行平稳性和安全性，对于五峰山公铁两用悬索桥而言，可在桥塔前后设置长度为50m的三角形挡风屏，当平均风在25m/s以上时，车辆行驶速度应控制在160km/h以下方可保证行车安全。 |
| 作者： | 葛光辉 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张楠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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