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公轨两用高低塔斜拉桥风—车—桥耦合振动研究
| 论文题名： | 公轨两用高低塔斜拉桥风—车—桥耦合振动研究 |
| 关键词： | 公轨两用斜拉桥;车桥耦合振动;动力响应;风荷载;脉动风场;差分解耦法 |
| 摘要： | 大跨度桥梁结构是一种在风荷载作用下容易发生变形以及振动的柔性结构。在大跨度桥梁设计中，除了必须满足桥梁结构本身的强度、刚度以及稳定性等方面要求外，还应该确保车桥耦合系统在某一量级的脉动风作用下列车过桥满足安全性以及舒适性要求。本文研究工作是国家自然科学基金项目“强风环境下高速铁路车-桥系统气动特性和抗倾覆性能风洞试验研究(51178471)”的主要内容之一，结合红岩村公轨两用高低塔斜拉桥(跨径布置为90+135+375+120m)为研究对象，进行了侧向风荷载作用下的列车—斜拉桥耦合振动分析，并完成了以下工作: 1.基于弹性系统动力学势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立了车辆的空间振动分析模型、风—车—桥耦合振动方程以及公轨两用高低塔斜拉桥全桥有限元动力学分析模型。 2.采用由风洞试验所测得的桥梁三分力系数，计算作用于桥梁与列车上的风荷载，将桥上公路荷载经折减后等效为均布荷载作用于桥梁，代入到风—车—桥耦合振动方程分别计算三种公路荷载工况下列车与桥梁的振动响应值。 3.通过对不同公路荷载工况以及不同风速时列车与桥梁的振动响应值进行分析得知:(1)侧向风荷载对桥梁结构的横向振动响应起控制性作用，而对竖向振动响应的影响较小;(2)施加公路荷载对桥梁最大竖向振动位移和竖向最大梁端转角的影响较大，而对最大横向位移以及横竖向振动加速度无显著影响，对车体的振动响应影响也不明显;(3)同一风速下桥梁的各个振动响应随车速的提升仅有小幅度的波动，而车体各个振动响应值随着车速的提升呈增大的趋势;(4)当风速不大于25m/s时可满足列车行车安全性与舒适性要求，此时可允许列车通行。当风速为30m/s时不满足行车安全性要求，在不另外采用相应辅助措施的情况下，不允许列车过桥。 |
| 作者： | 彭荣华 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭向荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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