發(fā)布時間：2022-10-17 12:40

　　高速列車過橋時會引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動,同時橋梁結(jié)構(gòu)的振動反過來也會影響到橋上車輛的振動,這種相互作用的問題稱之為車橋耦合振動問題。當(dāng)列車行駛在橋上時,不僅引起了橋梁結(jié)構(gòu)的振動,同時其動力效應(yīng)能夠增大列車對橋梁的荷載效應(yīng),加劇對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞,這種振動問題隨著車速的增大而增大。近年來,隨著高速鐵路的大量修建,大跨度橋梁被廣泛應(yīng)用,因此對列車過橋時引起的橋梁振動問題越來越被關(guān)注。矮塔斜拉橋的力學(xué)性能介于連續(xù)梁（連續(xù)剛構(gòu)）與普通斜拉橋之間,矮塔斜拉橋的斜拉索與預(yù)應(yīng)力混凝土體外預(yù)應(yīng)力相似,能夠極大的減小拉索的應(yīng)力變幅,同時拉索的豎向分力可以平衡梁體自重引起的荷載,達(dá)到減小主梁高度的目的,水平分力可以更好的抵消主梁靠近橋塔附近梁段的負(fù)彎矩引起的拉力,加之具有良好的美觀效果,在近年來高速鐵路、城際軌道等線路的橋梁工程中不斷被采用,同時160~300m跨度范圍內(nèi),采用預(yù)應(yīng)力混凝土的矮塔斜拉橋具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。因此開展對鐵路矮塔斜拉橋在車致振動下的力學(xué)行為研究具有現(xiàn)實(shí)意義。本文基于車-橋耦合振動理論和結(jié)構(gòu)有限元理論,建立了可以分析車致振動下橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力行為的動力學(xué)模型,針對矮塔斜拉橋開展了以下研究工作... 

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 高速鐵路迅速發(fā)展
        1.1.2 橋梁在高鐵建設(shè)中占比日益增大
        1.1.3 車致振動問題日益突出
    1.2 車-橋耦合振動研究綜述
        1.2.1 車-橋耦合振動國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 車-橋耦合振動國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 矮塔斜拉橋研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鐵路大跨橋梁的跨度極限
        1.3.2 矮塔斜拉橋在國內(nèi)外的發(fā)展
        1.3.3 矮塔斜拉橋研究現(xiàn)狀
    1.4 現(xiàn)有研究存在的不足及本文研究內(nèi)容
        1.4.1 現(xiàn)有研究存在的不足
        1.4.2 本文研究內(nèi)容
        1.4.3 本文研究技術(shù)路線
2 考慮列車-矮塔斜拉橋耦合作用的分析模型建立
    2.1 車-橋耦合動力學(xué)系統(tǒng)
        2.1.1 車輛動力學(xué)控制微分方程
        2.1.2 橋梁柔性體控制微分方程
        2.1.3 輪軌接觸模型及輪軌力計算
    2.2 列車-矮塔斜拉橋動力相互作用分析模型建立
        2.2.1 基于結(jié)構(gòu)有限元的單元內(nèi)力計算
        2.2.2 模型建立與驗(yàn)證
    2.3 車輛通過矮塔斜拉橋時對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響分析
        2.3.1 主梁彎矩分析
        2.3.2 主梁剪力分析
        2.3.3 拉索應(yīng)力分析
        2.3.4 內(nèi)力活載比分析
        2.3.5 行車速度對矮塔斜拉橋內(nèi)力的影響
    2.4 不同體系下矮塔斜拉橋內(nèi)力影響分析
        2.4.1 矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)及模型建立
        2.4.2 結(jié)果對比分析
    2.5 本章小結(jié)
3 基于車-橋耦合振動的鐵路矮塔斜拉橋沖擊系數(shù)研究
    3.1 沖擊系數(shù)的計算方法
        3.1.1 概念定義法
        3.1.2 規(guī)范法
        3.1.3 試驗(yàn)分析法
    3.2 基于車-橋耦合的矮塔斜拉橋沖擊系數(shù)分析
        3.2.1 主梁位移沖擊系數(shù)
        3.2.2 主梁彎矩沖擊系數(shù)
        3.2.3 主梁剪力沖擊系數(shù)
        3.2.4 主梁位移、彎矩、剪力沖擊系數(shù)的聯(lián)系
        3.2.5 拉索位移/應(yīng)力沖擊系數(shù)
    3.3 鐵路矮塔斜拉橋沖擊系數(shù)譜
        3.3.1 基于概率假設(shè)檢驗(yàn)理論的沖擊系數(shù)統(tǒng)計分析
        3.3.2 關(guān)于豎向基頻的沖擊系數(shù)譜
        3.3.3 關(guān)于跨度的沖擊系數(shù)譜
        3.3.4 關(guān)于行車速度的沖擊系數(shù)譜
        3.3.5 沖擊系數(shù)譜的討論
    3.4 沖擊系數(shù)譜的修正
        3.4.1 沖擊系數(shù)譜計算表達(dá)式
        3.4.2 系數(shù)K的取值討論
        3.4.3 系數(shù)i的取值討論
        3.4.4 沖擊系數(shù)譜的討論
    3.5 本章小結(jié)
4 斜拉索對矮塔斜拉橋的動力學(xué)行為影響分析
    4.1 矮塔斜拉橋斜拉索對主梁內(nèi)力的影響
        4.1.1 剛構(gòu)體系矮塔斜拉橋Ⅰ
        4.1.2 剛構(gòu)體系矮塔斜拉橋Ⅱ
        4.1.3 塔梁固結(jié)體系矮塔斜拉橋
    4.2 拉索失效對矮塔斜拉橋內(nèi)力的影響
        4.2.1 不同位置拉索失效對主梁關(guān)鍵部位彎矩影響
        4.2.2 不同位置拉索失效對主梁關(guān)鍵部位剪力影響
        4.2.3 不同位置拉索失效對斜拉索應(yīng)力影響
    4.3 斜拉索對主梁沖擊系數(shù)的影響
        4.3.1 對主梁位移沖擊系數(shù)的影響
        4.3.2 對主梁彎矩沖擊系數(shù)的影響
        4.3.3 對主梁剪力沖擊系數(shù)的影響
    4.4 拉索失效對沖擊系數(shù)的影響
        4.4.1 拉索失效對主梁位移沖擊系數(shù)影響
        4.4.2 拉索失效對主梁彎矩沖擊系數(shù)影響
        4.4.3 拉索失效對主梁剪力沖擊系數(shù)影響
        4.4.4 拉索失效對拉索位移/應(yīng)力沖擊系數(shù)影響
    4.5 本章小結(jié)
5 矮塔斜拉橋的參數(shù)研究
    5.1 設(shè)計參數(shù)對關(guān)鍵位置力學(xué)性能的影響
        5.1.1 邊中跨比對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
        5.1.2 橋塔高跨比對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
        5.1.3 主梁截面高跨比對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
        5.1.4 斜拉索截面面積對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
        5.1.5 橋塔剛度對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
        5.1.6 橋墩剛度對矮塔斜拉橋關(guān)鍵部位力學(xué)性能的影響
    5.2 基于橋梁車致振動響應(yīng)的位移效應(yīng)比
        5.2.1 基于車致振動響應(yīng)的位移效應(yīng)比的定義
        5.2.2 算例
        5.2.3 結(jié)果討論
    5.3 基于車致振動的索梁活載比
        5.3.1 鐵路ZK活載作用下的矮塔斜拉橋索梁活載比
        5.3.2 矮塔斜拉橋參數(shù)對索梁活載比的影響
        5.3.3 基于車致振動的索梁活載比定義
        5.3.4 基于車致振動的索梁活載比算例及結(jié)果分析
    5.4 斜拉索荷載效應(yīng)影響度的矮塔斜拉橋參數(shù)分析
        5.4.1 矮塔斜拉橋斜拉索荷載效應(yīng)影響度的定義
        5.4.2 不同設(shè)計參數(shù)下斜拉索荷載效應(yīng)影響度的分析
        5.4.3 矮塔斜拉橋斜拉索荷載效應(yīng)影響度與索梁活載比的綜合分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    本文主要研究成果
    進(jìn)一步研究內(nèi)容
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]車橋系統(tǒng)隨機(jī)振動理論與應(yīng)用研究[D]. 朱艷.西南交通大學(xué) 2011
[3]四塔單索面寬幅脊梁矮塔斜拉橋設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫向東.武漢理工大學(xué) 2010
[4]車—線—橋耦合系統(tǒng)及車—橋隨機(jī)振動[D]. 晉智斌.西南交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]車—線—橋豎向振動等代解耦研究[D]. 黃博.西南交通大學(xué) 2019
[2]鐵路矮塔斜拉橋塔跨比及無索區(qū)長度的優(yōu)化研究[D]. 曹發(fā)源.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]無索區(qū)長度對矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)行為的影響分析[D]. 彭彬.武漢理工大學(xué) 2018
[4]高速鐵路CRTSⅠ型板式無砟軌道路基凍脹影響規(guī)律研究[D]. 趙文博.中國鐵道科學(xué)研究院 2017
[5]不同參數(shù)對高速鐵路簡支梁橋沖擊系數(shù)影響的研究[D]. 王健強(qiáng).蘭州交通大學(xué) 2017
[6]矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感性分析[D]. 雷忠偉.東北林業(yè)大學(xué) 2015
[7]高速鐵路矮塔斜拉橋結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[D]. 張霞忠.蘭州交通大學(xué) 2013



本文編號：3692084