【摘要】：為研究列車動力荷載引起的大跨度斜拉橋主梁和橋面板局部動力響應(yīng),基于車-橋耦合動力學(xué)理論建立了列車-軌道-斜拉橋空間耦合動力學(xué)模型。采用固定界面模態(tài)綜合法和等效正交異性板法建立大跨度斜拉橋精細(xì)化三維有限元模型,車輛簡化為具有二系懸掛的31自由度彈簧-質(zhì)量模型,輪軌關(guān)系采用可分離的三維輪軌滾動接觸模型。以主跨為1 092 m的滬通長江大橋為例,研究了軌道不平順激勵條件下高速列車行駛引起的橋面板和主桁架梁的動力響應(yīng)特征及分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:固定界面模態(tài)綜合法既可以有效減少模型自由度數(shù)目,又可以反映橋梁局部動力響應(yīng);等效正交異性板法雖能較好地反映橋面板的局部振動,但由于沒有考慮等效前后主梁整體剛度的一致性,故所計算的主梁振動位移偏差較大;由于橋面板局部豎向剛度較小,橋梁行車線正下方的橋面板豎向加速度遠(yuǎn)大于主梁桁架節(jié)點豎向加速度,建議我國相關(guān)鐵路橋梁規(guī)范在評估大跨度板桁斜拉橋振動加速度時,考慮橋面板局部振動的影響;列車動力荷載作用下主梁桁架桿件應(yīng)力沖擊系數(shù)較小,動力效應(yīng)不顯著。
[Abstract]:In order to study the local dynamic response of the main girder and deck of a long-span cable-stayed bridge caused by train dynamic load, a space-coupling dynamic model of train-track cable-stayed bridge is established based on the vehicle-bridge coupling dynamics theory. Using the fixed interface modal synthesis method and the equivalent orthotropic plate method, the fine three-dimensional finite element model of long-span cable-stayed bridge is established, and the vehicle is simplified as a 31-DOF spring-mass model with two-system suspension. The wheel / rail relationship is based on a three-dimensional wheel / rail rolling contact model. Taking the Hutong Yangtze River Bridge with a main span of 1092m as an example, the dynamic response characteristics and distribution law of deck slab and main truss beam caused by high-speed train running under irregularity of track are studied. The results show that the fixed interface modal synthesis method can not only effectively reduce the number of the model degrees of freedom, but also reflect the local dynamic response of the bridge, although the equivalent orthotropic plate method can better reflect the local vibration of the bridge deck plate, However, due to not considering the consistency of the overall stiffness of the main beam before and after equivalent, the vibration displacement deviation of the main beam calculated is larger, and the local vertical stiffness of the bridge deck is smaller. The vertical acceleration of the deck plate is much higher than that of the main girder truss joint directly under the bridge driving line. It is suggested that the local vibration of the bridge deck should be taken into account in the evaluation of the vibration acceleration of the long-span plank-truss cable-stayed bridge in the relevant railway bridge codes of our country. Under the action of train dynamic load, the stress impact coefficient of main girder truss member is small, but the dynamic effect is not significant.
【作者單位】： 中南大學(xué)土木工程學(xué)院;中南大學(xué)高速鐵路建造技術(shù)國家工程實驗室;西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室;
【基金】：國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFB1201204) 國家自然科學(xué)基金(51378511;51678576) 牽引動力國家重點實驗室開放課題(TPL1601)
【分類號】：U441.3;U448.27

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本文編號：2185305