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基于高速移动列车-桥梁耦合模型的列车地震安全性分析
| 论文题名： | 基于高速移动列车-桥梁耦合模型的列车地震安全性分析 |
| 关键词： | 高速移动列车;安全性;地震响应;车桥耦合系统 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的建设发展，列车运行速度日益提高，桥梁占线路总长比例不断增大，地震发生时，列车在桥上行驶的概率大大提高，列车行车安全受到严重威胁。为减轻铁路震害，世界多国和地区开展了高速铁路地震报警及紧急处置系统的研究，地震动激励下高速铁路车桥耦合系统动力响应分析及列车行车安全性分析是计算高速铁路地震报警阈值的重要方法，对保证列车行车安全具有重要意义。 本文在介绍相关研究现状的基础上，主要完成以下工作： 1.以我国高速铁路常用简支梁桥和高速列车为研究对象，建立了高速移动列车-桥梁耦合有限元模型，通过编写的参数化设计语言控制列车单元的生死，实现有限元模型中列车的高速移动。为分析列车的行车安全，以我国常用二系悬挂四轴高速客车为研究对象，建立了考虑轮轨接触关系的车轨耦合分析模型。 2.利用大型结构分析软件计算了典型地震动激励下高速移动列车-桥梁耦合系统的动力响应，并与基于未考虑列车移动模型、单桥模型计算得到的桥面加速度放大系数进行了对比分析，阐述了本文模型在列车行车安全分析及列车地震报警阈值分析中的必要性。 3.用三角级数法对选取的轨道谱功率谱密度函数进行时频转换，得到轨道不平顺空间激励样本。将典型地震动作用下车桥耦合系统的桥面加速度响应时程连同轨道不平顺激励作为车辆模型的外部激励，从轮重减载率、脱轨系数及轮轴横向力三项指标对比分析了不同工况下列车行车安全性。 4.计算了德国ICE3动车、ICE3拖车及我国CRH2动车等不同车型列车在相同地震动、轨道不平顺激励下的行车安全指标，并对计算结果进行了对比分析。根据不平顺功率谱密度的特点对比分析了不同轨道谱间的差异，计算分析了不同轨道不平顺激励对列车行车安全性的影响。 |
| 作者： | 梁升建 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郭恩栋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局工程力学研究所 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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