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中低速磁浮列车—桥梁系统竖向耦合振动研究
| 论文题名： | 中低速磁浮列车—桥梁系统竖向耦合振动研究 |
| 关键词： | 中低速磁浮列车;竖向耦合振动;仿真分析;悬浮控制 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展和城镇化进程的不断推进，城市内可利用空间日趋稀缺，城市人口的急速增长也给现有的轨道交通系统增添了巨大的压力。而拥有爬坡能力大、转弯半径小、噪声低、污染小、环境兼容性好等优点的磁浮列车系统显然是未来解决这一问题的理想交通工具之一。考虑到城市交通的特点，磁浮列车系统的未来市场发展前景势必非常广阔。本文正是基于这一背景，积极展开针对中低速磁浮列车-桥梁系统的耦合振动研究。 本文以湖南株洲机车车辆厂中低速磁浮试运线为工程背景，考虑主动控制电磁力及轨道不平顺作用，编制了中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动仿真分析程序VIMTB，并结合现场试验进行了验证。利用程序VIMTB，对株机厂中低速磁浮试运线项目中采用的20m简支梁和(9.618+11+11)m三跨连续梁进行了详尽的车桥耦合动力仿真分析，并探讨了20m简支梁冲击效应的影响因素。此外，针对株机厂中低速磁浮试运线项目中采用的20m简支梁进行了现场动载试验。本文得到的主要结论如下: (1)、仿真分析值与现场试验实测值的对比结果表明，本文编制的中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动仿真分析程序VIMTB的计算结果是准确有效的。 (2)、针对20m简支梁和(9.6+11+11)m三跨连续梁进行的车桥耦合动力仿真分析结果表明，简支梁动力性能满足要求。且挠度、加速度最大值均随车速的提高而增大。对于磁浮列车而言，车体的重量越大，其位移响应值越大，动力响应值基本随着车速的提高而增大。车体与悬浮架之间设置的空气弹簧起到了一个较好的隔振作用，能有效减少磁浮列车过桥时车体的振动作用。随着车速的提高，悬浮间隙的变化幅值也随之增大。 (3)、在磁浮列车以10～80km/h速度范围通过时，梁跨中动力系数较小，均小于1.10。梁跨中动力系数值基本随着车速的提高而增大，随着桥梁阻尼比的提高而减小。车体质量越大，梁跨中动力系数也越大。 (4)、针对株机厂中低速磁浮试运线上的20m简支梁进行了现场动载试验，测试了桥梁振幅、加速度和动挠度。测试结果表明，简支梁跨中挠度、竖向振幅最大值、竖向加速度均随车速的提高而呈现增大趋势。跨中横向振幅均小于桥梁结构横向振幅行车安全限值2.222mm。跨中横向加速度小于《检规》限值1.40m/s2。桥梁的刚度和动力性能均满足规范要求。此外，在5～10km/h速度范围内，磁浮列车的运行平稳性不如其它速度的好。建议以后多关注低速范围内悬浮控制的稳定性问题。 |
| 作者： | 单春胜 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李小珍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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