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高速铁路曲线桥梁车桥耦合振动响应研究
| 论文题名： | 高速铁路曲线桥梁车桥耦合振动响应研究 |
| 关键词： | 高速铁路;曲线桥梁;车桥耦合;动力仿真;振动响应 |
| 摘要： | 曲线一直是轨道结构比较薄弱的环节，曲线桥梁的轨道维修、钢轨磨耗和列车脱轨等问题十分严重，开展曲线桥梁的车桥耦合动力问题研究对确保行车安全和舒适，以及合理的设计桥梁的曲线参数等都至关重要，具有较高的学术价值和工程实践意义。 本文在总结他人研究经验的基础上，对曲线桥梁的车桥耦合动力仿真作了一定的研究，主要工作内容概括如下： 1.介绍了车桥耦合动力分析程序中车辆和桥梁子系统分析模型的建立方法，给出了车辆曲线通过时横向离心力的求解方法； 2.根据轮轨之间的几何协调和力的平衡关系，推导出单双线情况下轮轨之间的位移协调公式，轮轨相对压缩量的求法；推导出轮对和桥梁之间相互作用力的求解公式，以此作为轮轨之间的耦合关系，求解车桥动力响应； 3.模拟出各种轨道不平顺的速度和加速度，给出了德国轨道谱位移、速度及加速度的模拟结果；在一定程度上，将车辆曲线通过时轨道的加宽和超高当作使轨道几何形位发生变化的轨道不平顺，通过调整轮对和轨道型面离散点的坐标值，进而求解轮轨几何接触问题； 4.利用车桥耦合动力仿真程序，通过工程实例，分析了轨道超高、曲线半径、行车速度和桥梁跨径等因素对曲线桥梁车桥耦合动力响应的影响，结果表明：曲线超高的设置会使轮对与外轨的接触角和相对横移加大，可能会出现两点接触的情况，使轮轨之间的几何接触关系更加复杂；随着曲线半径的增大，轮对横向力、横向位移等都会出现不同程度的减小，研究表明当曲线半径较小时，外侧车轮将不可避免的贴靠曲线外轨，轮轨横向相互作用将会更加剧烈，合理设置曲线半径对车桥耦合响应相当关键；行车速度越高，车桥的各种响应指标都会增大，当速度达到一定程度后，轮对横向力和横向位移将会显著增加，桥梁横向位移较小，而速度对桥梁竖向振动响应影响较为明显；在曲线半径较大的情况下，桥梁跨中竖向位移和横向位移最值随着桥梁跨径的增大而呈现减小的趋势，与直线桥梁类似。 |
| 作者： | 张帅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李林安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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