本文關(guān)鍵詞：考慮船撞作用及橋墩損傷的車橋耦合動(dòng)力分析

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【摘要】：隨著高速鐵路的持續(xù)發(fā)展和列車速度的不斷提高,高速鐵路線路中橋梁所占的比例越來越大,振動(dòng)問題日趨突出,船舶撞擊橋梁結(jié)構(gòu)事故也時(shí)常發(fā)生。本文在車橋耦合振動(dòng)理論的基礎(chǔ)上,對(duì)船舶撞擊荷載作用下車橋耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)及列車運(yùn)行安全進(jìn)行了研究,并對(duì)考慮橋墩撞擊損傷后的橋上列車行車安全進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)對(duì)國(guó)內(nèi)外船舶撞擊橋梁結(jié)構(gòu)引發(fā)的重大事故及相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,對(duì)車橋耦合振動(dòng)研究?jī)?nèi)容及分析方法進(jìn)行了總結(jié),歸納了有關(guān)船舶撞擊荷載的規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)公式。(2)建立了船舶撞擊荷載作用下車橋系統(tǒng)動(dòng)力分析模型,其中車輛子系統(tǒng)以多剛體動(dòng)力學(xué)建立,橋梁子系統(tǒng)通過有限元軟件ANSYS建立,兩者通過垂向、橫向輪軌密貼假定聯(lián)系在一起,船舶撞擊荷載以節(jié)點(diǎn)時(shí)程力的方式加載到相應(yīng)橋墩節(jié)點(diǎn)上,通過全過程迭代法求解車橋系統(tǒng)動(dòng)力方程。(3)以京滬高速鐵路5×32m簡(jiǎn)支梁橋?yàn)槔?對(duì)有、無船舶撞擊荷載作用下車橋系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析,并分別考慮了列車速度、船舶撞擊橋墩位置、橋墩截面形式對(duì)車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明：船舶撞擊荷載作用下橋梁橫向動(dòng)力響應(yīng)顯著增加,并對(duì)橋上列車的運(yùn)行安全有較大影響。(4)通過將被撞橋墩局部區(qū)域的剛度進(jìn)行折減,對(duì)橋墩局部損傷下車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究。計(jì)算分析了橋墩局部損傷程度、損傷位置對(duì)車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響。研究表明：由撞擊荷載引起的橋墩墩底損傷,對(duì)車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)影響較大。
【關(guān)鍵詞】：高速鐵路 簡(jiǎn)支梁橋 車橋耦合 撞擊荷載 損傷 動(dòng)力響應(yīng) 行車安全
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 研究背景12-19
• 1.1.1 高速鐵路的發(fā)展12
• 1.1.2 橋梁振動(dòng)問題12-13
• 1.1.3 船舶撞擊導(dǎo)致的橋梁破壞13-19
• 1.2 船舶撞擊作用下橋梁振動(dòng)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 車橋耦合振動(dòng)問題研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 車橋耦合振動(dòng)的分析方法23-24
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容24-26
• 2 船舶撞擊荷載26-38
• 2.1 國(guó)內(nèi)外規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)公式26-31
• 2.1.1 國(guó)外規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)公式26-28
• 2.1.2 國(guó)內(nèi)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)公式28-31
• 2.2 船舶撞擊橋梁的動(dòng)力荷載31-35
• 2.3 船舶撞擊作用下車橋系統(tǒng)動(dòng)力分析的荷載取值方法35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 3 船舶撞擊荷載作用下車橋系統(tǒng)動(dòng)力分析模型38-54
• 3.1 車輛模型38-45
• 3.1.1 車輛模型的基本假定38-40
• 3.1.2 車輛運(yùn)動(dòng)方程的建立40-45
• 3.2 橋梁模型45-47
• 3.2.1 橋梁模型的基本假定45-46
• 3.2.2 橋梁模型的建立46-47
• 3.3 輪軌力47-48
• 3.4 軌道不平順48
• 3.5 船舶撞擊荷載48-49
• 3.6 車橋系統(tǒng)動(dòng)力方程的建立和求解方法49-52
• 3.6.1 車橋系統(tǒng)動(dòng)力方程的建立49-51
• 3.6.2 全過程迭代法求解車橋系統(tǒng)動(dòng)力方程51-52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 4 船舶撞擊荷載作用下車橋動(dòng)力響應(yīng)及行車安全54-76
• 4.1 多跨簡(jiǎn)支梁橋自振特性分析54-56
• 4.1.1 工程背景54-55
• 4.1.2 橋梁自振特性分析55-56
• 4.2 計(jì)算參數(shù)56-60
• 4.2.1 車輛參數(shù)56-57
• 4.2.2 軌道不平順57-58
• 4.2.3 船舶撞擊荷載58-59
• 4.2.4 車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)59-60
• 4.3 全過程迭代法收斂特性60-61
• 4.4 船舶撞擊荷載作用下車橋系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)分析61-73
• 4.4.1 橋梁動(dòng)力響應(yīng)61-64
• 4.4.2 車輛動(dòng)力響應(yīng)64-65
• 4.4.3 列車速度對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響65-68
• 4.4.4 船舶撞擊橋墩不同位置對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響68-71
• 4.4.5 橋墩截面形式不同對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-76
• 5 考慮橋墩局部損傷時(shí)的車橋動(dòng)力響應(yīng)及行車安全76-94
• 5.1 考慮橋墩撞擊位置出現(xiàn)局部損傷時(shí)的車橋動(dòng)力響應(yīng)分析76-81
• 5.1.1 橋梁動(dòng)力響應(yīng)77-80
• 5.1.2 車輛動(dòng)力響應(yīng)80-81
• 5.2 橋墩撞擊位置的局部損傷程度對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響81-84
• 5.3 橋墩損傷位置不同對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響84-87
• 5.4 橋墩墩底損傷對(duì)車橋動(dòng)力響應(yīng)的影響87-91
• 5.5 本章小結(jié)91-94
• 6 結(jié)論與展望94-98
• 6.1 論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論94-95
• 6.2 有待進(jìn)一步研究工作展望95-98
• 參考文獻(xiàn)98-102
• 作者簡(jiǎn)歷102-106
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集106

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