強風(fēng)作用下大跨度連續(xù)鋼桁拱橋的車—橋耦合振動分析.pdf

1、對于大跨度連續(xù)鐵路橋梁,不僅要研究無風(fēng)狀態(tài)下列車過橋時的振動問題,當橋梁處于臺風(fēng)多發(fā)區(qū)域,還要研究在強風(fēng)作用下,橋上列車運行的安全性和舒適性問題。在這種工程背景下,本文對京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋主橋108+192+2x336+192+108m三主桁連續(xù)鋼桁拱橋進行了系統(tǒng)的研究,對在風(fēng)荷載和列車共同作用下的橋梁和車輛的動力響應(yīng)進行了詳細的動力仿真計算與分析。本文主要完成以下幾個方面的工作:1、綜述了無風(fēng)及有風(fēng)作用下的車橋動力分析研究

2、的成果,闡述了對風(fēng)-車-橋耦合振動系統(tǒng)進行分析研究的必要性。2、建立了較完善的車輛、橋梁動力學(xué)的分析模型。針對108+192+2x336+192+108m三主桁連續(xù)鋼桁拱橋變形特征,采用了三桁桁段單元模型?；趶椥韵到y(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理及形成矩陣的“對號入座”法則,建立了相應(yīng)的列車—連續(xù)鋼桁拱橋時變系統(tǒng)的整體振動方程3、利用大跨度橋梁隨機風(fēng)場數(shù)值模擬理論,對本文所要分析的南京大勝關(guān)長江大橋主橋橋面處的隨機脈動風(fēng)場進行了數(shù)值模擬。描述

3、了作用在橋梁與列車上的風(fēng)荷載。4、基于以上分析模型,對在風(fēng)荷載和列車同時作用下的橋梁和車輛的各項動力響應(yīng)進行了數(shù)值計算,對于不同列車類型,從不同車速、不同風(fēng)速兩個方面對橋梁和車輛動力響應(yīng)進行了對比分析。5、通過計算、分析,得出如下結(jié)論:(1)風(fēng)荷載和列車荷載共同作用下,橋面和墩頂?shù)牡臋M向位移主要取決于風(fēng)荷載。(2)橋梁和列車的動力響應(yīng)總體上隨著列車速度和風(fēng)速的增大而逐步增大。(3)車速和風(fēng)速的提高對列車的脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力