多跨斜交简支T梁桥车桥耦合振动分析

针对简支T梁的受力特性,采用梁壳组合模型模拟简支T梁,分别建立列车一斜交桥梁系统和列车一正交桥梁系统的空间耦合动力学模型.分析CRH动车组以不同速度分别通过多跨斜交简支T梁桥和多跨正交简支T梁桥时机车车辆及桥梁的动力特性.结果表明:CRH动车组通过正交桥和斜交桥时,机车车辆的振动响应随车速提高而增大,而且斜交桥的机车车辆振动响应大于正交桥;当列车通过斜交桥的车速不超过200km·h-1时,列车的乘坐舒适度达到"良好"标准以上,但乘坐舒适度较通过正交桥时差;列车通过斜交桥时安全性能够得到保障;斜交桥的各项动力响应均在容许值范围以内,斜交布置虽对桥梁的横向振动非常不利,但对抑制桥梁中心线处的竖向振动有利.     

重载列车40m简支钢板梁桥运营安全性分析

运用有限元方法建立了车辆模型(轴重23 t、25 t和30 t)和40 m简支钢板梁桥模型,利用基于模态叠加法的车桥耦合分析软件VBC2.0对车桥耦合振动进行了分析研究,以评定重载列车通过40 m简支钢板梁桥时的运营安全性。     

公路简支梁桥在车桥耦合作用下的冲击系数研究

应用d‘ Alembert原理和有限元法分别建立了5个自由度的重载车辆和桥梁结构的振动微分方程.以路面随机不平顺为激振源,利用有限元软件Ansys及增编的命令流,进行了车桥耦合系统动力响应计算,分析了路面和车辆等有关参数对桥梁冲击系数的影响.计算结果揭示了简支梁桥冲击系数随各种因素变化的一些规律:随着车速的增加,桥梁冲击系数增大,路面等级越差,增加的幅度越大;随着车重的增加,桥梁冲击系数减小;内力冲击系数比位移冲击系数小,在桥梁设计中采用位移冲击系数进行计算.     

大跨度公路城轨两用斜拉桥车桥耦合振动分析

用多刚体结构模拟车辆,空间杆系单元模拟桥梁,建立车桥耦合动力系统。以某公轨两用斜拉桥为例,分别采用空间杆系单元模型与空间杆系—板混合单元模型分析了桥梁的自振特性,两种模型的计算结果吻合较好。针对空间杆系单元模型,采用动力时程分析方法,计算了轻轨车和汽车以不同车速通过该桥时的车桥耦合空间振动响应。计算结果表明:桥梁具有足够的竖向与横向刚度,车辆通过桥梁时的舒适性与安全性能满足要求,轻轨车和汽车同时过桥时相互之间存在影响。     

秦沈客运专线桥梁结构技术分析

剖析秦沈客运专线采用的桥梁结构型式及施工方法，强调引入动力设计概念，进行车桥耦合分析的重要性，指出箱形梁桥的改进型T形梁桥的适用条件。总的原则是设计要满足动力要求，制梁、运梁、架梁要因桥、因地制宜。     

汽车制动作用下混凝土梁桥下部结构动力响应分析

将制动力系数变化拟合为时变斜坡函数,由变形协调条件和力的平衡方程推导车辆各轮时变制动力,进而建立考虑汽车制动作用的车桥耦合空间动力分析模型并编制计算程序。依托某混凝土梁桥工程实例,采用所编制的程序,分析汽车制动作用下桥梁下部结构的动力行为特性。系统开展初始车速、制动加速度上升时间、制动峰值系数和车重等关键参数对桥梁下部结构动力响应的影响分析。研究结果表明:车辆制动作用下墩顶纵桥向动力响应显著,且该响应随制动加速度上升时间的缩短、制动峰值系数及车重的提高而大幅增加,初始车速对其有影响但无单调性规律。     

悬挂胶轮列车与钢桥的振动试验及仿真研究

为评价悬挂胶轮列车及钢轨道梁桥的结构性能,以开封悬挂式单轨示范线为背景开展现场试验与仿真研究。开发了胶轮列车-钢轨道梁桥耦合振动分析程序,根据现场实测的胶轮车辆的空气弹簧、走行轮刚度和阻尼等力学参数,建立胶轮列车模型。对车桥动力响应的现场试验与动力仿真分析结果进行综合比较,采用相关规范对列车走行性以及轨道梁桥的动力性能进行综合评估。结果表明：车桥动力特性及其振动响应的理论与实测结果基本吻合,车桥耦合分析方法可应用于悬挂式胶轮单轨交通系统振动性能研究;轨道梁竖向挠跨比小于相关规范的限值,竖向刚度设计合理;在列车竖向静活载作用下,相邻两跨轨道梁梁端竖、横向转角之和最大值分别为 4.5‰和 1.5‰;车速 80 km/h 下轨道梁纵、横向应力动力系数最大值分别为 1.17 和 1.14;考虑到悬挂式胶轮列车没有脱轨风险,列车轮重减载率及钢轨道梁桥横向加速度较传统铁路偏大,其相应限值可较现行铁路规范适当放松。     

直线电机列车作用下桥梁动力系数研究

国内很多城市建立了城市轨道交通系统,但是针对城市轨道交通桥梁的专门规范还没有建立.总结了国内外既有铁路桥规中各国桥梁的车辆竖向荷载的动力系数计算公式.结合广州地铁4号线高架桥梁,运用随机振动理论,对车桥耦合振动计算和现场动力试验结果进行处理,获得在直线电机列车作用下城市轨道交通桥梁的动力系数理论值及实测值.根据理论及实...     

轨道不平顺导致的车桥耦合振动分析

研究目的：轨道不平顺常常是激起车桥系统耦合振动的主要因素之一，通过研究轨道不平顺导致的车桥耦合振动规律，为铁路桥梁精确设计提供理论依据。 研究方法：以H．Hamid等人提出的轨道不平顺功率谱密度为例，构造了时域内的轨道随机不平顺函数。以轨道不平顺样本函数为激振源，通过求解车桥系统耦合振动微分方程，分析铁路桥梁在列车荷载作用下的动力响应规律。 研究结果：计算了广西红水河铁路斜拉桥在列车通过时的动力响应，给出了不同车速及不同不平顺样本函数情况下桥梁主跨中点横向位移时程曲线。 研究结论：桥梁结构动力响应主要随车速及不平顺样本函数的不同而变化，且有较大的随机性。对于广西红水河铁路斜拉桥，桥梁主跨中点的最大横向位移一般在车速为75～95km／h时达到最大。     

秦沈客运专线多T梁式桥动力特性分析模型

醉地将秦沈客运专线上多片T梁桥、Ⅱ形梁桥、工字钢梁式结合梁桥等几类常用跨度桥梁归为多T梁式桥，然后针对多T梁工桥的空间受力特点，提出了一种对该类桥梁进行动力特性计算或进行车桥耦合振动计算的简便实用的分析模型和计算方法：首先将桥梁沿纵向划分为T形单梁子单元，按梁段单元法考虑每个子单元的弯曲、自由扭转和约束扭转作用，然后分别采用弹性剪切力法和位移约束方程法考虑各T形单梁子单元翼缘板间竖向位移和纵向位移的连续性，最后根据“对号入座”法则导出桥梁结构的刚度矩阵、质量矩阵、阻尼矩阵的计算式。实例分析结果证明本文提出的模型和方法能良好地反映桥梁系统的实际空间振动行为。     

汽车动力作用对曲线梁桥地震反应特性的影响分析

为探讨移动车辆作用对曲线梁桥地震反应的影响,采用模态综合技术,提出考虑地震作用的曲线梁桥车桥耦合振动分析方法.以4×40 m曲线连续梁桥和典型3轴重车为对象,编程分析车辆动力作用下曲线梁桥地震反应特性,研究车辆关键参数、不同地震动类型等因素对曲线梁桥地震反应的影响.研究结果表明:增加车重和车速,结构地震响应受到车辆作用的影响增大;提高地震动峰值,车辆作用对桥梁地震响应的影响减弱;不同场地条件下,车辆作用对桥梁地震反应的影响存在明显差异,地震波频率集中时影响较大.     

反向曲线客货共线铁路桥梁车桥耦合分析

将车桥耦合动力学引入反向曲线铁路桥梁的动力响应分析,以某改线工程新建线路(设计速度为120km·h-1)上的反向曲线客货共线铁路桥梁为例,将车线动力分析软件与桥梁动力分析方法相结合,进行某普速客车及重载货车通过该反向曲线桥梁时的车桥耦合分析。结果表明:货车可以80km·h-1速度通过该反向曲线铁路桥梁,客车应在该反向曲线铁路桥梁的600m小半径曲线段限速100km·h-1;反向曲线的存在对车体横向振动加速度的影响比垂向大,随着车速的提高,车体垂向振动加速度逐渐增大,而车体横向振动加速度在超高均衡速度下最小;反向曲线铁路桥梁需警惕垂向及横向共振的影响,尤其在小半径曲线段桥梁的动力响应易超出安全限值。     

快速复合方法加固铁路桥梁的力学性能研究

研究目的:针对既有线32 m简支T型梁桥在列车提速时横向刚度不足、振幅过大以及重载列车过桥时承载力不足的问题,提出通过预制混凝土横隔板及体外预应力钢绞线对桥梁进行横向和纵向复合快速加固方法,通过ANSYS和多体动力学软件UM(Universal Mechanism)进行桥梁加固前后静力性能以及车桥耦合动力性能分析。研究结论:(1)提速列车过桥时主要问题是横向振幅过大,而横向加固能够有效提高梁体的横向刚度,使桥梁的横向一阶、扭转一阶自振频率显著提升,减小列车过桥时的动力响应;(2)重载列车过桥时主要问题是承载力不足,竖向挠度过大,竖向加固在提高承载力和竖向一阶自振频率的同时,会导致梁体的横向自振频率变小,需在纵向加固同时进行横向加固;(3)证明了车桥系统共振理论推导公式计算结果的正确性以及桥梁加固后发生共振时桥梁的安全性;(4)加固后桥梁能够满足提速列车以及重载列车运营要求;(5)此加固方法适用于工期紧张且不能中断运营的铁路既有简支桥梁的加固。     

城市轨道交通桥梁车辆荷载动力系数测试与分析

通过对国内外既有铁路桥规、车桥振动理论分析以及现场试验数据的对比，提出城市轨道交通桥梁车辆竖向荷载的动力系数建议公式。由于车速不同及机车性能不同，城市轨道交通桥梁的动力系数与铁路桥规不同。从现场试验及理论分析中均反映出轨道交通桥梁的动力系数比相应的铁路桥梁动力系数值小。     

基于瞬时边界元的轨道交通高架槽形梁桥声辐射特性及影响分析

为了精准预测列车通过轨道交通高架槽形梁桥时诱发的结构噪声,分析梁底板厚度对声辐射的影响,结合有限元-瞬时边界元法,采用多体动力学软件SIMPACK和有限元软件ANSYS协同联合仿真分析法,建立了车桥耦合系统振动分析模型以及槽形梁结构声辐射有限元/边界元模型。分析了列车荷载作用下槽形梁桥的声辐射特性,探讨了底板厚度对槽形梁结构噪声的影响。研究表明:地铁列车以80km/h的时速通过槽形梁桥时,桥面板的振动及桥梁结构噪声主要集中在底板附近;随着底板厚度的增加,槽形梁桥结构辐射噪声近声场处降低较为显著,对结构远声场有一定程度的影响。分析结果可为轨道交通槽形梁结构减振降噪提供一定的参考。     

大跨度公轨两用钢桁梁斜拉桥车桥耦合效应及影响参数研究

"抱轨"行驶是跨座式单轨交通的一个显著特点.针对单轨列车与双层桥面钢桁梁斜拉桥的车桥耦合动力性能,以主跨468 m牛田洋大桥为工程背景,基于ANSYS及SIMPACK等软件建立车桥空间耦合动力模型开展联合仿真,研究不同行车速度、不同列车特性下的车、桥动力响应,并对行车安全性等进行了评估.研究结果表明:列车在通过桥梁时的竖向动力效应较弱,位移冲击系数约在1.1以内,且桥梁竖、横向位移响应均与车速无显著联系;竖向位移随过桥车辆数目的增加而增大,横向位移在单线行车时明显大于双线对开工况;桥梁与车体振动加速度均随车速递增,且车体横向振动程度大于竖向;跨座式单轨列车在列车正常行驶速度100 km/h以内通过该大跨度斜拉桥时,桥梁的动力性能优良,桥上列车具备良好的乘坐舒适性.     

重载铁路预应力混凝土梁桥设计及经济性分析

针对国内首条重载铁路山西中南部铁路通道工程的建设,结合系列简支T梁和连续梁的工程设计和经济性分析,得出重载预应力混凝土梁桥的合理设计,通过中活载与重载两种荷载模式下常用跨度简支T梁和系列连续梁的设计、研究,对比分析桥梁上部及下部结构的材料用量和延米造价,确定山西中南部铁路通道工程采用的混凝土梁桥线通图,主要结论如下:(1)预应力混凝土梁部设计在活载采用重载列车时,其材料用量提高值小于其承载能力提高值;(2)活载采用重载列车对下部结构的影响比值较小。     

大跨度公路、轨道交通两用桥列车走行性及合理刚度探讨

采用空间杆系有限元方法,建立了某长江大桥的车振动力分析模型.用通用软件ANSYS及车桥耦合振动分析程序VBC计算了该桥的空间自振特性.两者计算结果较为一致.建立了桥梁、列车、汽车动力分析模型,借助VBC对其在不同车速、不同荷载工况下的车桥耦合振动进行了计算和分析.通过理论分析和程序试算,对该长江大桥的合理刚度进行了初步的探讨.     

梁端斜裂缝对重载铁路32m跨度简支T梁受力性能影响研究

以重载铁路32 m跨度简支T梁为研究对象,采用数值仿真分析和现场试验相结合的方法,开展梁端斜裂缝对桥梁受力性能影响研究。结果表明:重载运输快速发展引起桥梁结构主梁结构横向、竖向和纵向受力大幅增加,振动和疲劳加剧,简支T梁端部位置出现大量45°斜向裂缝并迅速发展,斜裂缝引起桥跨结构竖向和横向自振频率降低,桥梁整体承载能力下降,危及行车安全,通过采用粘贴钢板等措施能够达到病害处治的目的。     

下承式钢板梁桥横向刚度加固研究

根据车桥耦合振动理论,结合下承式钢板梁桥构造,提出采用最佳下平纵联尺寸的加固方法,提高钢板梁桥刚度,改善桥梁横向振动。对沪宁线#165A桥加固分析的结果表明,当下平纵联杆件截面尺寸增至4倍时,桥梁横向刚度明显提高,横向振动得到有效抑制。研究还发现,对下承式钢板梁的加固不宜采用主梁加固方式。