桥梁刚度变化对高速铁路独塔斜拉桥车⁃桥耦合振动的影响分析

以高速铁路独塔斜拉桥为研究对象,建立车-轨-桥耦合系统的空间多体动力学分析模型,开展高速铁路斜拉桥的车-轨-桥耦合振动的仿真分析。通过改变材料弹性模量的方式调整桥塔和主梁刚度,研究桥梁刚度变化对桥梁车-桥-耦合振动的影响规律。研究结果表明,随着桥塔刚度的增大,主梁跨中竖向和塔顶纵向位移响应逐渐减小,其峰值减幅分别为7.57%和10%;随着主梁刚度的减小,主梁跨中竖向位移和塔顶纵向位移峰值呈逐渐递增趋势,主梁刚度变化对车体竖向加速度和Sperling竖向舒适度指标影响相对较大;相比于桥塔刚度的变化,主梁刚度变化对车-桥振动响应的影响更大;整体上,列车运行的安全性和平稳性指标满足规范要求。

大跨度高低塔斜拉桥车-桥动力响应

针对大跨度高低塔斜拉桥刚度非对称将导致车-桥空间耦合振动过程更为复杂这一现象,以主跨480 m的高低塔钢箱叠合梁斜拉桥——重庆南纪门长江大桥为工程背景,基于车-桥动力相互作用理论,采用自编程建立车-桥耦合动力模型,分析不同行车模式(列车运行速度、编组数量、运行方向)和高低塔侧刚度差异对车-桥动力响应的影响。结果表明:随着列车运行速度的提高,车-桥系统振动增大;随着列车编组数量的增加,列车振动无明显变化,桥梁振动逐渐增大;桥梁主跨跨中竖向动位移对列车编组数量更敏感,跨中竖向加速度对列车运行速度更敏感;列车运行方向对列车振动影响较小,对桥梁振动则有较大影响;低塔侧主梁各位置处的振动较高塔侧更大。

并行驮桥车液压顶升系统可靠性分析

利用驮桥车进行国内城市桥梁改造是一种新的施工方法,它能够在不使用大型起重机,而且不影响城市道路交通的情况下实现对立交桥梁整体的拆除和重新施工。针对桥梁顶升的施工工况,建立并行驮桥车液压顶升系统可靠性框图和数学模型,通过系统的可靠度曲线进行可靠性预测分析,搭建系统故障树模型对该故障树进行定性与定量分析,找出系统的脆弱环节,为提高系统可靠性提供理论措施,对工程实践具有指导意义。

考虑几何非线性的大跨度斜拉桥车-桥耦合系统地震响应分析

几何非线性对车-桥耦合系统地震响应的影响不容忽视。本文以一座超千米公铁两用斜拉桥为工程背景,基于全过程迭代法建立考虑几何非线性影响的地震作用下车-桥耦合动力分析模型,分析几何非线性、列车速度等因素对系统动力响应和行车安全性的影响。结果表明:设计地震作用下,按照德国低干扰谱考虑轨道不平顺时,考虑几何非线性因素后桥梁与车辆的动力响应均有一定程度的增大,若忽略该因素可能导致行车安全性评估结果偏不安全;随着车速的增大,桥梁竖向动力响应峰值呈逐渐增大的趋势。车速达到250 km/h时,列车的轮重减载率达到0.858,理论上超过安全阈值,列车容易处于不安全的状态。

风屏障透风率对侧风下货运专线简支箱梁桥车桥耦合振动影响研究

为探究强风作用下风屏障透风率对货运专线铁路车桥耦合振动的影响,通过数值模拟计算不同透风率风屏障桥梁在不同位置行车时的车桥系统三分力系数,根据弹性系统动力学总势能不变值原理建立考虑风荷载的车桥系统耦合振动方程,对横风作用下货运列车通过设置不同透风率风屏障的简支箱梁桥时的车桥动力响应进行计算。结果表明:(1)桥梁横向位移受到风屏障透风率和列车行驶位置的影响,存在某一个透风率使得桥梁横向位移最小;(2)风屏障透风率从20%增加到60%,列车的脱轨系数和轮重减载率呈增大趋势,迎风车的两项参数均大于背风车;(3)重车的横向摇摆力大于空车,横向摇摆力随风屏障透风率增大的幅度受列车重量影响较小。

飞云江大桥车道拓宽的探讨

本文介绍了对飞云江大桥进行车道拓宽的构思和探讨

桁宽对大跨度铁路斜拉桥车-桥耦合振动性能的影响研究

为考虑桁宽对大跨度铁路斜拉桥动力特性及车辆走行性的影响,以某主跨580m双塔斜拉桥为背景,分别建立了3种不同桁宽(15,24,30m)桥梁的有限元模型,对比其固有频率的差异,并通过车-桥耦合振动分析,比较了3种桁宽情况下桥梁、列车的动态响应。分析结果表明,桥梁横向振动和扭转振动的频率随桁宽的增加而明显增大,竖向振动频率随桁宽的增加而略有减小;主梁的横向位移随桁宽的增加而明显变小,桁宽15m出现了规律性的横向振动;3种桁宽情况下车辆响应变化不明显,桁宽15m时动车和拖车的响应(特别是轮轴横向力及减载率)总体上较其他2种桁宽的响应略大,车辆的响应对桁架的宽度变化不敏感。

城市高架桥车-桥-墩系统竖向振动分析

假设城市高架桥为两端简支的欧拉-伯努利梁模型以及桥墩为底部固结的柱,考虑两自由度车辆移动系统与桥面结构表面接触处不平整产生的随机激励以,建立了多个移动车辆系统-桥-墩的耦合力学模型,并且给出了耦合振动方程详细的求解步骤。数值分析采用Wilson-θ法求解。通过仿真分析,讨论了在不同路面等级、不同车辆移动速度下桥梁跨中位移响应和桥墩轴力的变化规律。最后根据车-桥-墩耦合力学模型和车-桥耦合力学模型,比较了两种分析模型对桥墩底部轴力和桥梁跨中截面位移的影响。分析结果表明桥墩对桥梁跨中截面位移的影响可以忽略不计,但是对桥墩本身所受轴力的影响则非常显著。

轮胎侧偏特性对过桥车辆行车舒适性评价的影响

侧风作用下桥上通行车辆因同时受到轮胎侧偏特性产生的侧偏力作用和桥梁振动响应的影响,驾驶员和乘客极易遭受行车舒适性问题,根据Dugoff非线性轮胎模型在车轮横向振动方程中引入轮胎侧偏力表达式,建立了考虑轮胎侧偏特性的车辆动力学分析模型.考虑自然风、车辆和桥梁三者之间的相互作用,构建了风-汽车-桥梁耦合振动分析框架,分析了不同影响因素下轮胎侧偏特性对车辆行驶舒适性评价的影响.结果表明:考虑轮胎侧偏特性后,车辆的横向振动状态得到了一定程度的改善,在风速25m/s及路面等级'非常好'的情况下,考虑轮胎侧偏特性时车辆行车舒适程度提高了20.6%.

厦深铁路榕江特大桥主桥车-桥耦合振动分析

厦深铁路榕江特大桥主桥为(110+2×220+110)m下承式大跨度刚性桁梁柔性拱组合体系桥。为了解其在设计时速下车-桥系统的动力性能,基于ANSYS软件建立全桥有限元模型,分析其自振特性,采用SIMPACK和ANSYS联合数值仿真分析方法,计算CRH2动车组列车运行时桥梁和列车组的动力响应,并与现场实测值和规范限值进行对比,评价该桥在列车设计时速下车-桥系统的安全性和舒适性。结果表明:双线行车可有效减小桥梁跨中的横向振动,但对列车响应的影响很小;车速250km/h时桥梁各动力响应值均大于车速220km/h时的值,且均满足规范限值;在各工况下,列车组的车辆脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和车体加速度均小于标准限值,舒适性指标均为优或良,列车运行安全性和舒适性满足规范要求。

用粘弹性阻尼器抑制铁路钢桥车—桥共振

研究用粘弹性阻尼器抑制铁路钢桥在列车通过时车—桥共振的方法，编制了用应变能法计算加入粘弹性阻尼器后附加模态阻尼比及列车与桥梁动力相互作用的计算机程序，利用仿真计算可模拟加入粘弹性阻尼器前后列车通过时钢梁的振动情况．

大跨度简支钢桁梁桥车-桥耦合振动影响因素分析

以黄韩侯铁路新黄河特大桥156m简支钢桁梁桥作为工程背景,建立车辆动力模型、桥梁有限元模型并考虑轮轨关系,以蛇形运动和轨道不平顺作为系统的自激激励源,利用大型有限元软件ANSYS以及UM(Universal Mechanism)动力学分析软件联合进行仿真分析。从桥梁结构的桥门架、宽跨比、曲线钢桁梁桥和车辆系统的轨道不平顺以及货车编组角度出发,研究大跨度简支钢桁梁桥车-桥耦合振动的影响因素。经过计算分析得出:钢桁梁桥桥门架对桥梁跨中加速度影响较大;曲线钢桁梁桥随着线路半径的增大,各车辆动力响应参数逐渐变小,轮轨力受到影响;钢桁梁桥宽跨比的增加使得横向刚度随之增加,桥梁横向振动变小;各项车辆动力响应均随着轨道情况变差而总体呈现逐渐增大趋势,车辆安全性、舒适性和平稳性指标逐渐变差;全列空车编组和空重混编对钢桁梁车-桥耦合系统是不利的编组形式,实际情况中应该避免。

新型柱板式高墩大跨度刚构桥车-桥耦合振动影响因素分析

以黄韩侯铁路线纵目沟特大桥为工程背景,建立车辆动力模型、桥梁有限元模型并考虑轮轨关系,以蛇形运动和轨道不平顺作为系统的自激激励源,利用大型有限元软件ANSYS以及UM动力学分析软件联合进行仿真分析.探讨桥梁结构刚度、行车速度、轨道不平顺以及货车编组情况等因素对新型柱板式高墩大跨度刚构桥梁车-桥耦合系统的影响.研究表明:桥梁横向刚度的减小对车-桥耦合系统的横向振动影响比较明显,对其竖向振动影响较小;桥梁竖向刚度的改变对车-桥耦合系统的竖向振动影响较为显著,对其横向振动影响较小;轨道不平顺的增加将导致车-桥耦合系统振动明显加剧;空载货车的横向稳定性较重载货车的弱,易发生脱轨事故.

大跨度铁路钢桁拱桥车-桥耦合振动分析

为使列车高速通过大跨度铁路钢桁拱桥时具有良好的走行性,同时使桥梁具有良好的动力安全性,对该类桥梁的车-桥耦合振动进行分析。基于车-桥耦合振动理论,采用三角级数法模拟轨道随机不平顺,联立轮对沉浮振动及侧滚振动方程迭代求解轮轨力,采用迭代法求解桥梁及车辆响应。以南京大胜关长江大桥为例,采用推荐方法对该桥在不同列车(德国ICE3动力分散式高速列车、中华之星列车、南京轻轨列车、空载P62货物列车)以不同速度通过时,桥梁和车辆的动力性能进行分析。分析结果表明,该桥安全性和列车安全性、平稳性指标均满足要求,列车平稳性优良,推荐的计算模型及简化方法可用于同类桥梁的车-桥耦合振动分析。

沪通长江大桥引桥车桥耦合振动研究

沪通长江大桥引桥采用连续布置的48 m简支梁桥,当列车以200~250 km/h通过时,其变形曲线相当于连续多个波长、幅值一定的激励,其激振频率约为1 Hz,与车体自振频相当,容易引起车体共振。为保证48 m简支梁桥的动力性能满足要求,对不同车型以不同速度通过该桥的安全性和舒适性进行研究分析。研究结果表明:就桥梁而言,除SS8牵引双层客车在200 km/h时跨中横向加速度超限值约为7%外,其余工况跨中横向、垂向加速度均低于规范限值,基本满足要求;就车辆而言,各工况下安全性和舒适度均满足要求,因此,48 m简支梁能满足客车120~250 km/h范围内安全舒适运行。此外,车桥系统动力性能满足要求时所采用的轨道不平顺样本特征与我国160 km/h级的轨道不平顺管理值相当,综合考虑分析结果和我国线路运营维护水平,建议采用160 km/h级的轨道不平顺管理值作为该桥的不平顺管理标准。

大跨度铁路悬索桥车-线-桥耦合振动分析

运用车辆-线路-桥梁耦合振动理论,建立相对完善的车辆-线路-桥梁耦合动力学模型。以某座主跨为1120m的悬索桥方案为工程背景,对该方案在ICE3列车以速度160～300km/h作用下桥梁、轨道和车辆的动力性能进行分析,并对主缆和吊索在不同索力下桥梁和车辆的动力响应进行对比研究。

FRP桥面板钢梁桥车桥耦合振动分析

本文采用3-D全车模型和模态坐标法,以路面竖向不平顺为激励源,建立车-桥耦合振动微分方程,用Runge-Kutta法求解,据此思路用Matlab编制车-桥耦合振动的计算程序,并进行了FRP桥面板钢梁桥的振动分析,模拟结果与现场实测结果对比符合较好,表明该方法正确有效,可用于分析各种车桥耦合振动问题。