【摘要】：隨著高速鐵路的快速發(fā)展,車橋系統(tǒng)動力研究進入了深層次、精細化的發(fā)展階段,但仍有部分問題尚未解決:采用經典的移動集中力模型進行車橋系統(tǒng)動力分析往往會增大橋梁動力響應的機理尚未被揭示;針對常用跨度簡支梁高效、高精度的車橋動力分析簡化算法尚不完善;鐵木辛柯梁模型在高速鐵路車橋耦合動力研究中的適用性分析未被完全論證。本文的研究內容包括:(1)研究了移動集中力模型增大橋梁動力響應(尤其是共振時的動力響應)的原因。(2)基于車橋動力相互作用機理,提出了一種基于等效阻尼的車橋系統(tǒng)豎向動力分析簡化方法。對CRH2和ICE3列車以不同的速度分別通過跨度16m、19.1m、23.1m、32m、40m的簡支梁的情況進行了動力仿真計算,并與采用二系懸掛裝置的10個自由度的車輛模型過橋的情況進行了多工況對比,來驗證此方法的精度。(3)推導了鐵木辛柯梁在豎向移動荷載作用下的位移解表達式,并通過ANSYS有限元建模驗證了理論推導的正確性。以高速鐵路跨度32m簡支箱梁為研究對象,分別采用鐵木辛柯梁模型和歐拉梁模型計算其在移動列車荷載作用下的動力響應,并加以比較。研究結果表明:(1)由于車橋之間的動力相互作用能夠改變橋梁結構的共振特性,對橋梁的動力響應產生質量調諧的作用,從而對共振動力響應影響較大,使其幅值降低。移動集中力模型沒有考慮車橋動力相互作用,因此導致計算結果偏大。(2)本文提出的等效阻尼法能夠精確地評估橋梁的豎向動力響應,對常用簡支梁具有良好的適用性。相比于歐洲規(guī)范的附加阻尼法,該方法綜合考慮了列車轉向架和橋梁的質量比和頻率比、一系懸掛裝置的特性、橋梁跨度和車輛特征長度等因素的影響,計算精度更高,適用范圍更廣。(3)由于橋梁的動力響應常由多階頻率和振型計算而得,存在誤差積累,因此對于高跨比為1/12～1/9的高速鐵路簡支梁橋,采用鐵木辛柯梁分析其在列車高速作用下的動力響應更為合理。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U441.3;U211

【參考文獻】

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本文編號：2590538