【摘要】：高速列車會車引起的空氣動力學(xué)問題,不僅使乘客受到壓力沖擊,而且對跨線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較強(qiáng)壓力波。為了研究高速列車會車引起的列車風(fēng)對跨線橋梁的影響,采用數(shù)值模擬方法,利用計(jì)算流體動力學(xué)軟件Fluent對高速列車會車對跨線橋梁的風(fēng)壓時程以及風(fēng)壓分布進(jìn)行了分析模擬,并且將三維數(shù)值模擬列車以250km/h通過橋梁時的風(fēng)壓時程與德州東站現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果對比,驗(yàn)證數(shù)值模擬的可靠性。將計(jì)算風(fēng)壓加載到橋梁Midas模型進(jìn)一步分析了該橋的特征值及風(fēng)致響應(yīng)問題。基于三維、粘性、非定常、不可壓縮,粘性N-S方程,采用k-ε兩方程模型,建立高速列車會車橋梁時數(shù)值模型。對以下三種工況下的列車風(fēng)在橋梁表面的風(fēng)壓分布規(guī)律進(jìn)行了研究:(1)不同會車速度,包括250km/h、300km/h、350km/h等速交會。(2)列車間不同線間距,包括10.2m、11.2m、12.2m。(3)不同橋梁矢高,包括7m、8m、9m。通過數(shù)值模擬分析得到橋梁迎風(fēng)面橫橋向和縱橋向的風(fēng)壓時程曲線,獲得壓力峰值的分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:列車的會車速度越高列車風(fēng)的影響范圍越大,線間距對橋梁表面風(fēng)壓分布作用不明顯,橋梁矢高越低列車風(fēng)對橋梁影響越大。利用有限元分析軟件Midas,對橋梁上部桁架結(jié)構(gòu)建立有限元分析模型,通過特征值分析得到了振型形狀、固有周期頻率、振型參與系數(shù)等動力特性。將Fluent獲得的計(jì)算風(fēng)壓時程曲線加載到鋼桁橋上,對列車會車風(fēng)荷載作用下橋梁的動力響應(yīng)進(jìn)行分析,時程分析結(jié)果表明同一運(yùn)行速度下,列車風(fēng)引起的鋼桁架風(fēng)致響應(yīng),其豎向位移明顯小于橫橋向位移。同時列車風(fēng)荷載和列車移動荷載耦合工況下發(fā)現(xiàn)列車移動荷載對橋梁動力響應(yīng)的影響系數(shù)較大。隨著會車速度的提高,鋼桁橋的橫向響應(yīng)也更加明顯,而豎橋向的風(fēng)致響應(yīng)與之成反比。
【圖文】：

背景及研究目的題背景，世界上高速鐵路的三大主要部分包括以“子彈列車”聞名的日國的 TGV 系統(tǒng)（法語意思高速動車組）以及德國 ICE 系統(tǒng)。條東海道新干線開始通車運(yùn)營。我國于 2002 年建成第一條客往沈陽的客運(yùn)專線，設(shè)計(jì)營運(yùn)時速高達(dá) 200km/h，是中國步入。經(jīng)過 2007 年中國鐵路第六次大提速，高速列車的運(yùn)行速～250 km/h。京津城際鐵路于 2008 年 8 月運(yùn)行速度達(dá)到 350k計(jì)規(guī)范 2014》規(guī)定設(shè)計(jì)時速分為 250、300、350 公里三級。 1990 年，，中國鐵道部就完成了“京滬高速鐵路線路方案構(gòu)想 2007 年十年里，經(jīng)過了六次大提速，和諧號列車終于進(jìn)入人車時速高達(dá) 250km/h，這是既有線提速能達(dá)到的最高速度。后制了具有自主外形設(shè)計(jì)的 CRH380 系列動車組，如圖 1-1 所

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)軌道交通安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有自主設(shè)計(jì)、全世界列車空氣動力性能及撞擊模擬實(shí)驗(yàn)裝置，在列車空氣動力世界的成果，國內(nèi)幾乎所有流線型高速列車的外形結(jié)構(gòu)設(shè)完成。針對列車空氣動力學(xué)問題，試驗(yàn)裝置主要包括紅外測距系統(tǒng)、穩(wěn)態(tài)壓力測試系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。如圖 1-2 所示
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441.3

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本文編號：2619739