基于子集模擬法的高速鐵路橋梁動(dòng)力可靠性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-01 14:26
隨著我國(guó)鐵路橋梁建設(shè)的飛速發(fā)展,橋梁作為公路交通樞紐而扮演著越來越重要的角色。目前對(duì)于列車-軌道-橋梁系統(tǒng)的研究主要集中于列車上,對(duì)于軌道橋梁系統(tǒng)可靠性的研究較少,在引入時(shí)變效應(yīng)之后,對(duì)于軌道橋梁時(shí)變可靠性的研究更為匱乏;谝陨犀F(xiàn)狀,本文的研究主要包含了以下工作:1.本文通過ANSYS軟件APDL建立了預(yù)應(yīng)力箱梁的車橋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型,考慮材料的隨機(jī)性,建立了軌道橋梁及荷載模型,編制了子集模擬法算法程序。2.對(duì)比分析橋梁在一般情況下,即單排列車通過預(yù)應(yīng)力箱型橋梁的動(dòng)力響應(yīng),研究列車行駛速度對(duì)橋梁跨中豎向撓度的影響,并通過子集模擬法計(jì)算了不同速度下的失效概率;對(duì)比研究了混凝土彈性模量、鋼筋彈性模量對(duì)橋梁跨中豎向撓度的影響。3.考慮橋梁在不利情況下,即雙排列車通過預(yù)應(yīng)力箱型橋梁時(shí)的動(dòng)力響應(yīng),研究了列車速度、混凝土參數(shù)和鋼筋參數(shù)對(duì)橋梁失效概率的影響,并采用子集模擬法分別計(jì)算了橋梁在不同參數(shù)情況下的失效概率;4.在長(zhǎng)期服役條件下,分析對(duì)比橋梁混凝土性能和預(yù)應(yīng)力損失的發(fā)展情況,并采用子集模擬法計(jì)算了橋梁在不同服役年數(shù)時(shí)的時(shí)變可靠性;研究了混凝土性能和鋼筋性能的離散性對(duì)橋梁時(shí)變可靠性的影響。通...
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1技術(shù)路線圖??1.4.2可行性分析??目前關(guān)于建立一個(gè)軌道橋梁模型并考慮列車荷載的相互耦合相互影響的有限元模型,??并對(duì)其進(jìn)行確定性的分析,在國(guó)內(nèi)外己有一定的研究成果,本文是對(duì)其的拓展和深化
普遍采用多跨簡(jiǎn)支梁橋的形式。在橋面上部,目前普遍采用無碴板式軌道。列車產(chǎn)生的動(dòng)??載荷引起軌道和下軌道板的振動(dòng),然后通過水泥瀝青砂漿調(diào)節(jié)層傳遞到鋼筋混凝土橋梁,??貫穿軌道板和橋面。在圖2-1中示出了在車輪運(yùn)動(dòng)下簡(jiǎn)支梁高速鐵路橋的示意圖:??丨1?-H?廠???n?n?^臟??\?i?m?am?i?a?無砟軌道板??圖2-1無砟板式軌道橋梁模型圖??2.1.1軌道模型的建立??結(jié)合鋼軌的邊界條件之后,將鋼軌模型簡(jiǎn)化為有限長(zhǎng)的簡(jiǎn)支梁模型。考慮到鋼軌截面??面積較小且左右對(duì)稱,所以從實(shí)際角度考慮,可以認(rèn)為鋼軌截面的扭轉(zhuǎn)中心和形心重合,??不發(fā)生翹曲變形。所以,鋼軌在車輛荷載作用下的垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可以表示為[61]:??ErjJ-^^+pA^^=4LFrvi(〇^(^-^)^yt)S(x-Xpi)?(2.,)??
JCFi和JCPl依次表示的是在鋼軌上的第/個(gè)支點(diǎn)的X軸坐標(biāo)和第y個(gè)輪對(duì)的X軸坐標(biāo)。??本文采用雙塊式無砟軌道,其主要是由鋼軌、扣件、凸型擋臺(tái)、砂漿墊層、軌道板等??組成,其具體組成形式見圖2-2。?????扣"色化.??:?:、CA#¥??凸增擋臺(tái)??圖2-2板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成??在進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí),左右兩道鋼軌都看作是離散彈性點(diǎn)支撐基礎(chǔ)上的無限長(zhǎng)的Euler??梁。由于本文采用每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度的三維彈性梁?jiǎn)卧猓澹幔恚戳簡(jiǎn)卧M鋼軌,無??砟軌道動(dòng)力分析模型的側(cè)視圖和端視圖如圖2-3、圖2-4所示。??鋼軌??/^oioocxxxx^ooooKxxixxxxxxxkxxxxKxiyxxxxxxiKxxxxxxJooooooo^xXxXx^Sic^??圖2-3無砟軌道模型側(cè)視圖??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于矩法的CRTSⅡ型軌道板橫向抗彎承載力時(shí)變可靠度研究[J]. 鄒紅,盧朝輝,余志武. 鐵道學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]既有預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)承載能力時(shí)變可靠度研究[J]. 杜斌,江剛,向天宇. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[3]基于三角級(jí)數(shù)法合成多維多點(diǎn)非平穩(wěn)地震動(dòng)[J]. 周劉茜,鄭史雄,陳航. 四川建筑. 2018(01)
[4]考慮管養(yǎng)策略的混凝土橋梁時(shí)變可靠度分析[J]. 李文杰,高全明,張旭,侯天宇. 公路. 2017(03)
[5]簡(jiǎn)支梁在列車荷載下的共振與消振效應(yīng)[J]. 李慧樂,夏禾,郭薇薇. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]基于子集模擬的邊坡可靠度分析方法研究[J]. 曹子君,王宇,區(qū)兆駒. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]地震作用下高速鐵路列車—無砟軌道—橋梁系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)及列車走行安全研究[J]. 陳令坤,蔣麗忠. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2013(01)
[8]地震空間變異性對(duì)車橋系統(tǒng)響應(yīng)的影響分析[J]. 杜憲亭,夏禾. 工程力學(xué). 2012(09)
[9]含相關(guān)非正態(tài)變量邊坡可靠度分析的子集模擬方法[J]. 張曼,唐小松,李典慶. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(01)
[10]基于子集模擬法非能動(dòng)系統(tǒng)功能故障概率評(píng)估[J]. 王冬青,王寶生,姜晶,張建民. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(01)
博士論文
[1]基于車橋耦合振動(dòng)的橋梁動(dòng)應(yīng)力分析及疲勞性能評(píng)估[D]. 李慧樂.北京交通大學(xué) 2016
[2]車—線—橋耦合系統(tǒng)及車—橋隨機(jī)振動(dòng)[D]. 晉智斌.西南交通大學(xué) 2007
[3]高速鐵路列車—線路—橋梁耦合振動(dòng)理論及應(yīng)用研究[D]. 蔡成標(biāo).西南交通大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于子集模擬法的RC框架整體抗震可靠度分析[D]. 張梓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道斷板影響與可靠性研究[D]. 梁淑娟.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于子集模擬法及其改進(jìn)方法的隧道襯砌可靠度研究[D]. 秦曉鵬.北京交通大學(xué) 2015
[4]連續(xù)梁橋車橋系統(tǒng)隨機(jī)地震響應(yīng)概率分布及動(dòng)力可靠度研究[D]. 祁錦冀.西南交通大學(xué) 2015
[5]鐵路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度研究[D]. 周慧芳.大連理工大學(xué) 2013
[6]基于子集模擬法的結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度研究[D]. 張加興.華南理工大學(xué) 2012
[7]子集模擬在邊坡可靠性分析中的應(yīng)用[D]. 曹子君.西南交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3259307
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1技術(shù)路線圖??1.4.2可行性分析??目前關(guān)于建立一個(gè)軌道橋梁模型并考慮列車荷載的相互耦合相互影響的有限元模型,??并對(duì)其進(jìn)行確定性的分析,在國(guó)內(nèi)外己有一定的研究成果,本文是對(duì)其的拓展和深化
普遍采用多跨簡(jiǎn)支梁橋的形式。在橋面上部,目前普遍采用無碴板式軌道。列車產(chǎn)生的動(dòng)??載荷引起軌道和下軌道板的振動(dòng),然后通過水泥瀝青砂漿調(diào)節(jié)層傳遞到鋼筋混凝土橋梁,??貫穿軌道板和橋面。在圖2-1中示出了在車輪運(yùn)動(dòng)下簡(jiǎn)支梁高速鐵路橋的示意圖:??丨1?-H?廠???n?n?^臟??\?i?m?am?i?a?無砟軌道板??圖2-1無砟板式軌道橋梁模型圖??2.1.1軌道模型的建立??結(jié)合鋼軌的邊界條件之后,將鋼軌模型簡(jiǎn)化為有限長(zhǎng)的簡(jiǎn)支梁模型。考慮到鋼軌截面??面積較小且左右對(duì)稱,所以從實(shí)際角度考慮,可以認(rèn)為鋼軌截面的扭轉(zhuǎn)中心和形心重合,??不發(fā)生翹曲變形。所以,鋼軌在車輛荷載作用下的垂向、橫向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)可以表示為[61]:??ErjJ-^^+pA^^=4LFrvi(〇^(^-^)^yt)S(x-Xpi)?(2.,)??
JCFi和JCPl依次表示的是在鋼軌上的第/個(gè)支點(diǎn)的X軸坐標(biāo)和第y個(gè)輪對(duì)的X軸坐標(biāo)。??本文采用雙塊式無砟軌道,其主要是由鋼軌、扣件、凸型擋臺(tái)、砂漿墊層、軌道板等??組成,其具體組成形式見圖2-2。?????扣"色化.??:?:、CA#¥??凸增擋臺(tái)??圖2-2板式無砟軌道結(jié)構(gòu)組成??在進(jìn)行動(dòng)力分析時(shí),左右兩道鋼軌都看作是離散彈性點(diǎn)支撐基礎(chǔ)上的無限長(zhǎng)的Euler??梁。由于本文采用每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度的三維彈性梁?jiǎn)卧猓澹幔恚戳簡(jiǎn)卧M鋼軌,無??砟軌道動(dòng)力分析模型的側(cè)視圖和端視圖如圖2-3、圖2-4所示。??鋼軌??/^oioocxxxx^ooooKxxixxxxxxxkxxxxKxiyxxxxxxiKxxxxxxJooooooo^xXxXx^Sic^??圖2-3無砟軌道模型側(cè)視圖??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于矩法的CRTSⅡ型軌道板橫向抗彎承載力時(shí)變可靠度研究[J]. 鄒紅,盧朝輝,余志武. 鐵道學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]既有預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)承載能力時(shí)變可靠度研究[J]. 杜斌,江剛,向天宇. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[3]基于三角級(jí)數(shù)法合成多維多點(diǎn)非平穩(wěn)地震動(dòng)[J]. 周劉茜,鄭史雄,陳航. 四川建筑. 2018(01)
[4]考慮管養(yǎng)策略的混凝土橋梁時(shí)變可靠度分析[J]. 李文杰,高全明,張旭,侯天宇. 公路. 2017(03)
[5]簡(jiǎn)支梁在列車荷載下的共振與消振效應(yīng)[J]. 李慧樂,夏禾,郭薇薇. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2014(02)
[6]基于子集模擬的邊坡可靠度分析方法研究[J]. 曹子君,王宇,區(qū)兆駒. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2013(02)
[7]地震作用下高速鐵路列車—無砟軌道—橋梁系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)及列車走行安全研究[J]. 陳令坤,蔣麗忠. 中國(guó)鐵道科學(xué). 2013(01)
[8]地震空間變異性對(duì)車橋系統(tǒng)響應(yīng)的影響分析[J]. 杜憲亭,夏禾. 工程力學(xué). 2012(09)
[9]含相關(guān)非正態(tài)變量邊坡可靠度分析的子集模擬方法[J]. 張曼,唐小松,李典慶. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(01)
[10]基于子集模擬法非能動(dòng)系統(tǒng)功能故障概率評(píng)估[J]. 王冬青,王寶生,姜晶,張建民. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(01)
博士論文
[1]基于車橋耦合振動(dòng)的橋梁動(dòng)應(yīng)力分析及疲勞性能評(píng)估[D]. 李慧樂.北京交通大學(xué) 2016
[2]車—線—橋耦合系統(tǒng)及車—橋隨機(jī)振動(dòng)[D]. 晉智斌.西南交通大學(xué) 2007
[3]高速鐵路列車—線路—橋梁耦合振動(dòng)理論及應(yīng)用研究[D]. 蔡成標(biāo).西南交通大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于子集模擬法的RC框架整體抗震可靠度分析[D]. 張梓.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]長(zhǎng)大橋上CRTSⅡ型板式無砟軌道斷板影響與可靠性研究[D]. 梁淑娟.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于子集模擬法及其改進(jìn)方法的隧道襯砌可靠度研究[D]. 秦曉鵬.北京交通大學(xué) 2015
[4]連續(xù)梁橋車橋系統(tǒng)隨機(jī)地震響應(yīng)概率分布及動(dòng)力可靠度研究[D]. 祁錦冀.西南交通大學(xué) 2015
[5]鐵路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度研究[D]. 周慧芳.大連理工大學(xué) 2013
[6]基于子集模擬法的結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度研究[D]. 張加興.華南理工大學(xué) 2012
[7]子集模擬在邊坡可靠性分析中的應(yīng)用[D]. 曹子君.西南交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3259307
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