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磁浮单跨轨道梁温度变形及对振动的影响
| 论文题名： | 磁浮单跨轨道梁温度变形及对振动的影响 |
| 关键词： | 磁浮轨道梁;磁浮箱梁;温度变形;车辆动力反应;磁浮列车;桥梁振动 |
| 摘要： | 磁浮轨道梁作为磁浮线路的主要组成部分，是列车运行中安全性和舒适性的主要控制因素之一。本文主要研究了磁浮轨道梁在日大气环境下的温度变形，以及在温度变形下研究车辆通过时的动力反应。 温度作用下桥梁的变形，分析主要取决于桥梁的温度梯度模式的选取及温度设计值的大小，不同国家提出了不同的半经验半理论的温度梯度模式。现有的箱梁结构温度效应的研究成果主要是针对公路、铁路箱梁，其特点是箱梁的翼缘悬臂较长，腹板高度相对较小，在一般的日照角度下，腹板完全处于阴影中，但本文讨论的磁浮箱梁，截面形式与一般的公路、铁路箱梁不同，腹板较高，翼缘较窄，腹板直接承受日照。 温度变形使轨面不平顺，作为一种激励因素会加剧车桥系统的振动。因此有必要对轨道梁的温度变形以及磁浮列车通过时温度变形对桥梁振动产生的影响进行深入的研究。 本论文参照公路、铁路工程中温度变形分析的一般原理和方法，针对磁浮轨道梁对温度变形要求更严格的特点，应用混合边界对边界条件进行了改进。通过有限元仿真分析，对磁浮上海线不同走向的轨道梁进行了分析，寻找出适合磁浮箱形梁的温度梯度模式，为这种轨道梁的简化计算提供参考。分析表明，这种磁浮箱梁截面轨道梁的日照温度梯度分布模式既不同于公路桥梁中的T形截面梁，也不同于传统铁路的箱梁。 以德国磁浮车辆为原型，考虑磁浮系统电磁悬浮力连续分布和主动控制的特点，对轨道梁采用无限自由度的连续结构，建立了车桥耦合振动分析模型。为了分析磁浮车辆通过磁浮简支轨道梁时的振动反应，考虑了磁浮车辆5 节车厢编组和30 根首尾相连的简支轨道梁，以第26 根梁的振动反应作为结果进行分析。运用上述车桥耦合振动分析模型，并编制了FORTRAN 程序，分析了目前上海线使用的简支梁的振动。通过大量的计算分析，研究温度作用、车速、轨道梁跨度等参数对轨道梁振动的影响。分析认为，在日照温度作用下轨道梁产生向上的位移，当磁浮车辆以较小速度通过时，轨道梁温度变形越大梁的冲击系数越大；当车速超过340km/h 后，轨道梁温度变形越大梁的冲击系数越小。考虑温度变形的情况下，轨道梁的冲击系数、加速度随着车速的增加趋于增大。 分析结果表明，目前使用的轨道梁振动性能良好。本论文所建立的轨道梁温度作用分析模型、箱梁截面温度梯度模型和考虑温度变形影响的车轨振动分析方法与结论，可为相关磁浮线路设计提供参考。 |
| 作者： | 乔柏平 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 滕念管 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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