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桥梁墩台不均匀沉降情况下的车—线—桥垂向系统耦合振动分析
| 论文题名： | 桥梁墩台不均匀沉降情况下的车—线—桥垂向系统耦合振动分析 |
| 关键词： | 桥梁墩台;不均匀沉降;耦合振动;动力响应;轨道不平顺;桥墩沉降量;减载率 |
| 摘要： | 为了与我国经济的快速发展相协调，铁路在近十年的时间内进行了六次大提速。列车速度的不断提高，使铁路运输能力大幅度增加。同时，也使研究车桥的动力相互作用问题显得尤为重要。在桥梁墩台出现不均匀沉降的情况下，轨道会出现“折角形”不平顺，这种特殊的轨道不平顺的存在，势必对列车的运行安全性和旅客的乘坐舒适性产生更加不利的影响，为了有效的对车辆、线路、桥梁的运行状态进行评估，需要准确地建立车一线-桥耦合振动模型。当前各国学者根据自己研究问题的侧重点，分别建立了不同的车一线一桥耦合振动模型，取得了较好的效果，得出了许多有用的结论。本文根据D Alembert原理，建立了两系悬挂的车辆垂向模型和一系中央悬挂的车辆垂向模型，并根据解决工程问题的实际需要，通过对车辆进行了某些假定。采用模态法建立了轨道振动方程，模态法可通过指定截取的模态阶数，保证了解的收敛性，从而相对地提高了运算效率。在分析过程中，桥梁结构采用了有限元法来建立动力分析模型。在车辆、线路、桥梁的运动方程确立后，以轮轨接触处为分界点，建立了车一线一桥垂向耦合振动模型，并用FORTRAN语言编制了计算机程序。本程序采用Newmark-β法进行迭代计算求解，可以对桥梁的动力性能，如挠度、加速度进行计算，也可以对车辆的振动加速度、轮轨力、轮重减载率进行计算，从而对列车和桥梁的动力性能进行评估。 本文为了分析由于桥墩下沉形成的轨道不平顺对车桥垂向系统的影响，建立了6跨32米简支梁模型。首先分析了车辆过桥时在普通高低轨道不平顺下的动力响应；然后分析了不考虑线路不平顺条件下不同的桥墩沉降量和不同车速的情况下列车和桥梁的动力响应；最后分析了在普通轨道不平顺和由于桥墩下沉形成的附加轨道不平顺两种情况叠加条件下，车辆过桥时列车和桥梁的动力响应。结果表明，对于客货共线的32米简支T梁而言，当中华之星客车速度达到220km/h，桥墩沉降量为30 mm时，车辆轮重减载率为0.595，已接近规范限值0.6，表明列车在桥上运行已偏于危险：而货车的各项动力指标均处于安全范围之内。从而说明桥墩的沉降量主要受客车控制。 |
| 作者： | 宋国华 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 黎国清;高芒芒 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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