【摘要】：隨著高速鐵路的快速發(fā)展,車橋系統(tǒng)動(dòng)力研究進(jìn)入了深層次、精細(xì)化的發(fā)展階段,但仍有部分問題尚未解決:采用經(jīng)典的移動(dòng)集中力模型進(jìn)行車橋系統(tǒng)動(dòng)力分析往往會(huì)增大橋梁動(dòng)力響應(yīng)的機(jī)理尚未被揭示;針對常用跨度簡支梁高效、高精度的車橋動(dòng)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(dòng)力研究中的適用性分析未被完全論證。本文的研究內(nèi)容包括:(1)研究了移動(dòng)集中力模型增大橋梁動(dòng)力響應(yīng)(尤其是共振時(shí)的動(dòng)力響應(yīng))的原因。(2)基于車橋動(dòng)力相互作用機(jī)理,提出了一種基于等效阻尼的車橋系統(tǒng)豎向動(dòng)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(jìn)行了動(dòng)力仿真計(jì)算,并與采用二系懸掛裝置的10個(gè)自由度的車輛模型過橋的情況進(jìn)行了多工況對比,來驗(yàn)證此方法的精度。(3)推導(dǎo)了鐵木辛柯梁在豎向移動(dòng)荷載作用下的位移解表達(dá)式,并通過ANSYS有限元建模驗(yàn)證了理論推導(dǎo)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(jì)算其在移動(dòng)列車荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng),并加以比較。研究結(jié)果表明:(1)由于車橋之間的動(dòng)力相互作用能夠改變橋梁結(jié)構(gòu)的共振特性,對橋梁的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生質(zhì)量調(diào)諧的作用,從而對共振動(dòng)力響應(yīng)影響較大,使其幅值降低。移動(dòng)集中力模型沒有考慮車橋動(dòng)力相互作用,因此導(dǎo)致計(jì)算結(jié)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(dòng)力響應(yīng),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(zhuǎn)向架和橋梁的質(zhì)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(jì)算精度更高,適用范圍更廣。(3)由于橋梁的動(dòng)力響應(yīng)常由多階頻率和振型計(jì)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(dòng)力響應(yīng)更為合理。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U441.3;U211

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590538