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泥石流作用下车桥耦合振动的系统响应
| 论文题名： | 泥石流作用下车桥耦合振动的系统响应 |
| 关键词： | 铁路桥梁;泥石流冲击;车桥耦合;振动分析 |
| 摘要： | 随着高速铁路的持续发展，铁路具有高速度、高开行频次、桥梁占比大等特点，使得各种灾害发生时列车正在桥上行驶的概率大大增加。由于我国西南地区泥石流灾害频发，列车在行驶过程中遭遇泥石流的事件也时常发生，这不仅给铁路运输带来极大的不便，也会造成严重的人身伤害。因此对泥石流冲击作用下的车桥耦合振动响应研究分析显得尤为重要，这不仅对铁路的选线和建设工作有着重要的指导意义，而且有利于提高车辆的运行安全性。在泥石流冲击荷载作用下，车桥耦合系统的动力响应会增大。但是，泥石流冲击荷载的影响有多大，何种因素对车桥耦合系统的影响更大都需要做进一步的研究才能知晓。同时，被泥石流冲击损伤后的桥梁对车桥耦合系统的影响也值得探索。 本研究主要内容包括：⑴阐述了泥石流产生过程和发生机理，确定影响其破坏作用的相关参数，其中包括泥石流自身的容重、速度、流量、冲击力和冲击高度等，以得出车桥耦合仿真中泥石流的冲击荷载大小及其作用位置。⑵在ANSYS Workbench软件中分别建立车桥动力分析模型，考虑轮轨之间的几何相容条件和静力平衡条件，在软件中设置有摩擦接触来确定轮轨的接触关系；并通过MATLAB编程，在车桥耦合系统中加入时域范围的轨道不平顺谱；利用软件瞬态动力学模块的逐步积分法求解车桥耦合系统的动力响应。⑶将西南山区某简支桥梁为研究对象，对有、无泥石流冲击荷载作用下车桥耦合系统的动力响应进行了计算分析，并考虑了大石块的不同作用工况。结果表明：泥石流冲击作用时，其中大石块的冲击力是决定车桥动力响应大小的主要因素。并通过与现行规范对比，对实际工程给出了相应建议。⑷对遭受大石块撞击的受损桥梁局部区域进行刚度折减处理，完成对桥梁受损情况下车桥耦合系统动力响应进行研究。计算了不同受损位置对车桥耦合系统动力响应的影响，得出结论：当大石块冲击造成桥梁损伤时，损伤位置越靠近桥墩底部，列车和桥梁的动力响应越大，对行车安全越不利。 |
| 作者： | 周宇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑久建;刘春凤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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