雙線車輛運行對橋梁動態(tài)耦合響應影響的研究.pdf

1、隨著列車行車速度的不斷提高，行車密度的增加以及軸重的不斷加大，列車過橋時所引起的橋梁的空間振動響應這一問題越來越多的受到橋梁研究者的關(guān)注。本文針對車橋耦合系統(tǒng)，利用有限元方法建立橋梁系統(tǒng)的振動方程，并研究了雙線車輛通過橋梁時對橋梁結(jié)構(gòu)的振動響應。
　　 1.建立了用于橋梁動力分析的有限元方程；推導了薄壁單元考慮約束扭轉(zhuǎn)時的單元剛度矩陣，并給出了凝聚單元剛度矩陣的方法以及空間薄壁桿件單元的剛度矩陣、梁單元鉸接時所用的凝聚后的單元矩

2、陣及四節(jié)點矩形板殼單元剛度矩陣。
　　 2.建立了雙線車—橋耦合系統(tǒng)的求解方程，并給出了偏心荷載存在的情況下，橋梁—軌道間位移的轉(zhuǎn)換矩陣及輪軌力轉(zhuǎn)換為橋梁等效節(jié)點荷載力陣的計算公式；采用三次樣條函數(shù)所得的樣條曲線模擬橋上的線路(軌道)，從而保證任意時刻輪對在線路(軌道)上時曲率的連續(xù)性；最后，編制了雙線車橋耦合系統(tǒng)的分析模塊，列出了程序流程圖。
　　 3.比較了雙線運行的列車在不同行車速度下對橋梁的振動響應；對比分析了雙

3、線單通、雙線對開和雙線并開時橋梁的振動響應，以及3×32m、5×32m和7×32m三跨鋼構(gòu)橋梁模型跨中截面的時程響應；最后，對比分析了墩的橫向剛度對橋梁振動響應的影響。研究結(jié)果表明：(1)行車速度在240 km/h～420 km/h范圍內(nèi)時，雙線并開或雙線對開的情況對鋼構(gòu)橋梁的豎向位移影響不大，而橫向位移卻有很大的差別，因此應盡量避免雙線對開；(2)在雙線并開運行工況下，行車速度在120km/h～420km/h范圍內(nèi)時，鋼構(gòu)橋梁的豎向位