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原文传递移动荷载列作用下周期性高架铁路的共振与消振效应

论文题名：	移动荷载列作用下周期性高架铁路的共振与消振效应
关键词：	高架铁路;周期性;消振效应;移动荷载列;动态响应
摘要：	本文通过Fourier变换、序列Fourier变换、传递矩阵法和边界元法，建立了移动荷载列作用下，周期性弹性支撑连续梁、刚性支撑和桩基础支撑周期性高架铁路的共振与消振响应计算模型，并对移动荷载列所引起的共振与消振动态响应进行了数值模拟。本文的研究内容可以分为以下三个部分: 　　(1)系列移动荷载下，周期性弹性支撑连续梁的共振与消振效应　　首先，通过Fourier变换和序列Fourier变换，把单个移动荷载作用下，周期性弹性支撑连续梁的频域动态响应表示为响应函数沿代表跨的积分。通过传递矩阵方法和弹簧接头处的连接条件，可以求解得到响应函数。通过Fourier位移性质，计算并叠加匀速运动荷载列各个载荷所引起的频域动态响应，并对其进行Fourier逆变换，则可以得到移动荷载列所引起的周期性弹性支撑连续梁的时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，建立了周期性弹性支撑连续梁发生共振与消振的条件。通过数值模拟，对运动荷载列可能引起的周期性弹性支撑连续梁的共振与消振响应进行了研究，分析了其共振频率与其自由振动时的能带间的关系。此外，还对移动荷载列的速度对共振与消振动态响应的影响、梁的宽度和高度对共振动态响应的影响进行了分析比较。　　(2)系列移动荷载下，刚性支撑周期性高架铁路的共振与消振效应　　首先，通过传递矩阵方法和梁-墩接头处的连接条件，求解得到了刚性支撑周期性高架铁路的响应函数。对响应函数沿代表跨进行积分，可得单个移动载荷下，刚性支撑周期性高架铁路的频域动态响应。应用Fourier位移性质，计算并叠加运动荷载列各个载荷所引起的频域动态响应，则可得到移动荷载列产生的总频域动态响应。对其进行Fourier逆变换，则可得到移动荷载列所引起刚性支撑周期性高架铁路的时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，最终建立起移动荷载列作用下，刚性支撑的周期性高架铁路发生共振与消振的条件。对刚性支撑周期性高架铁路由运动荷载列引起的共振与消振动态响应进行了数值模拟，研究了其共振频率与其自由振动时的能带间的关系，比较了梁-梁-墩弹性和刚性联接时，移动荷载列所引起的共振与消振动态响应的特征和差异，并研究了墩高和墩半径对其共振响应峰值的影响。　　(3)系列移动荷载下，桩基础支撑周期性高架铁路的共振与消振效应　　首先，利用边界元法并考虑桩-土边界处的连续性条件，得到了桩-土耦合的边界元模型，从而求得了桩基础的柔度。通过传递矩阵方法、桩基础的柔度和梁-墩接头处的联接条件，可以求得响应函数的解。对单个移动荷载引起的动态响应使用Fourier位移性质和叠加原理，可得移动荷载列所产生的总频域动态响应。对其进行Fourier逆变换，可以得到移动荷载列所产生的桩基础支撑周期性高架铁路的总时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，最终建立了移动荷载列作用下，桩基础支撑的周期性高架铁路发生共振与消振的条件。对移动荷载列所引起的共振与消振响应进行了数值计算，研究了移动荷载列的速度对桩基础支撑周期性高架铁路共振与消振动态响应峰值的影响、系列移动荷载下桩顶截面的共振与消振动态响应，并研究了联结弹簧刚度的大小对桩基础支撑周期性高架铁路共振动态响应的影响。此外，通过该模型，还验证了桩基础支撑的周期性高架铁路的共振频率与其自由振动时的能带间的关系。
作者：	吴嘉彬
专业：	结构工程
导师：	陆建飞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文