铁路曲线连续梁桥车桥耦合振动分析

将曲线通过车辆和曲线连续梁桥分为两个由非线性轮轨接触力联系的振动子系统。运用车桥耦合振动理论,建立铁路车辆曲线通过模型动力方程、曲线梁桥模型及其动力方程。基于激励非线性振动的数值算法,编制曲线梁桥车桥耦合振动分析软件VCBID,进行一座铁路曲线连续梁桥车桥耦合振动响应分析。结果表明:行驶速度对曲线连续梁桥竖向振幅的影响较大,但曲线连续梁桥的竖向振幅并不总是随行驶速度的增加而增加;曲线连续梁桥的横向位移随行驶速度的增大而增大,大致呈线性关系;车辆的横向加速度、竖向加速度、脱轨系数和轮重减轻率均随车辆行驶速度的增加而增加,且均满足我国现行规范的要求。     

线间距变化的双线铁路曲线桥梁布置方法

结构观音崖渭河大桥实例,介绍线间距变化较大时的双线铁路曲线桥梁的梁跨布置方法.     

地铁道岔区段道床板振动特性分析

为了研究地铁道岔区段道床板振动特性,并且为减振降噪设计提供理论参考,以地铁道岔区段为研究对象,以实测轨道不平顺数据为基准,建立道岔区段仿真模型,进行计算。通过时域、频域及模态分析,得出不同工况（速度）下道岔区段道床板振动响应。结果表明:相同速度下,道床板尖轨位置的垂向振动响应要大于心轨位置,并且其垂向振动加速度峰值是心轨位置的近2倍左右。随着列车通过速度的提高,无论尖轨还是心轨位置,道床板的振动响应都会逐渐增强。道床板尖轨位置垂向振动对应的主频为4,80 Hz及140 Hz,在80 Hz,道床板产生低频垂向振动最大。而道床板心轨位置垂向振动对应的主频为5,75 Hz及145 Hz,并且在75 Hz处,道床板产生低频垂向振动最大。模态分析时,发现对道床板尖轨和心轨位置振动影响最大的是各阶连续弯曲和混合扭弯模态。     

单线过渡为双线铁路梁式桥的曲线布置探讨

双线铁路梁式桥在位于单线逐渐过渡到双线的线路上时,其过渡段梁的曲线布置往往比较复杂。合理利用标准简支梁的适用条件,按线间距的大小调整过渡段的孔跨布置形式,对过渡段的每孔梁分别按梁端最大线间距等宽度布置,在不影响结构整体安全性的前提下,解决了单线至双线过渡段简支梁的曲线布置问题,避免了繁琐的曲线布置计算。     

铁路高墩连续梁桥车桥耦合振动响应分析

在车桥耦合振动研究的基础上，对货车动力模型中的中央悬挂装置采用变摩擦阻尼，通过与某高墩连续梁桥实测结果的对比分析说明，理论计算结果是可信的，对高墩连续梁桥动力响应的进一步分析结果表明，低墩和高墩的墩顶振幅相对较小，而具有相对较小横向刚度的中等高度桥墩的墩顶振幅却较大，这种情况值得注意。     

铁路曲线箱梁桥曲率对车桥系统振动响应的影响分析

以洛湛铁路通道益阳至永州段宝庆东路立交桥为工程背景,采用曲线桥梁列车—桥梁时变系统空间振动分析模型,在该模型中车辆表示为26个自由度的多刚体系统模型,桥梁结构则离散成空间曲梁单元,进行曲线箱梁桥列车—桥梁时变系统空间振动响应分析。采用计算机模拟方法,计算了列车以不同车速通过不同曲率的曲线箱梁桥的空间振动响应,探讨曲线梁桥曲率对车桥系统振动响应动力学性能指标诸如桥梁的横向位移、车辆的Sperlin平稳性指标、脱轨系数、轮重减载率等的影响规律。计算结果表明:车桥系统振动响应与曲线半径有关;随着车速的提高,列车运行时对曲线桥梁的曲率设置更为敏感;建议列车通过洛湛铁路通道益阳至永州段宝庆东路立交桥时,行车速度以不超过110km·h-1为宜。     

大跨铁路钢桁梁桥的车—桥耦合振动分析

采用界面位移综合法，分析计算了某大跨（每跨１４４ｍ）双线下承式铁路三跨连续钢桁梁桥在东风４型机车通过时的动力响应。文中将机车作为３３个自由度的振动体系，建立了机车的动力学方程；采用空间梁单元建立了该桁梁桥的振动方程；建立了列车过桥时考虑轨道运动及轨道不平顺时车－桥系统的动力学方程式。按Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法模拟轨道不平顺，模拟计算了列车过桥时车－桥系统的空间动力响应。最后，列出了计算结果，并对计     

宜万铁路狮子口大桥车桥耦合振动仿真分析

为探讨列车通过高墩连续梁桥时的车桥耦合振动效应,为其他同类桥梁的设计提供参考,以宜万铁路狮子口大桥(高墩双线连续梁桥)作为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立车桥耦合振动仿真模型,计算其自振特性以及不同行车速度匀速通过桥时车桥系统的空间耦合振动响应。     

铁路车-桥耦合振动仿真分析中现存问题的讨论

车桥耦合振动仿真计算模型与算法正确的前提是仿真的过程与实际过程相近或有条件的相近、相似,能反映主要的客观规律。频域分析方法是模型与算法校验和结果分析过程中的重要工具。在对实例进行计算信号和实测信号比较时,不应简单地仅对它们的最大值进行比较,而应更关注两者在频率结构上的异同。由于频率带宽影响加速度信号的最大值,因此,在进行加速度信号的数值比较时,应首先确认、统一所比较的信号的频率带宽。基于实际测试条件和手段的原因,在大多数情况下,用测定的横向振幅代替梁体跨中横向位移,因此在分析比较计算所得的桥梁梁体横向位移和实测横向振幅时,应注意两者的特点和区别。     

大跨度铁路悬索桥模态参数研究

以连镇铁路五峰山长江大桥等国内外典型铁路悬索桥为工程背景,开展桥梁模态参数(自振频率、振型、阻尼比)特征研究。结果表明,通过环境激励法、强迫振动法得到的铁路悬索桥自振频率和振型,与理论计算值均吻合较好;针对双塔钢桁梁铁路悬索桥,正对称横弯、竖弯基频经验公式可表达为主跨跨径的幂函数形式,扭转基频与主跨跨径为线性相关,反对称竖弯基频与公路悬索桥经验公式结果存在较大差别,且离散性较大。五峰山长江大桥采用强迫振动法得到的阻尼比大于环境激励法结果;大桥横弯与竖弯基频阻尼比大于扭转基频阻尼比,这与日本南备赞濑户大桥、大鸣门桥实测结果类似,但在阻尼比具体量值上又存在一定差别;五峰山长江大桥实测振型阻尼比表现为随自振频率增大而减小的趋势。建议在现有移动式线路动态加载车基础上,研发适应性更强的大跨度铁路桥梁模态参数测试激振设备。     

黄土边坡自振特性影响因素分析

边坡的动力特性是影响其动力响应的内在因素,对边坡的动力稳定性起着重要作用。运用ANSYS大型通用有限元软件对不同坡高和不同坡度的三维黄土边坡进行模态分析,探讨坡高和坡度对黄土边坡自振频率的影响。研究结果表明：各坡高和坡度条件下,黄土边坡的前10阶自振频率随频率阶数的增大而增大;坡度对各阶自振频率的影响相对较小,坡高对各阶自振频率的影响较大,随着坡度的增大,基频呈增大趋势,但增幅不大,同一坡高不同坡度时基频的相对变化率的最大值仅为6.80%;坡高对基频的影响较大,随着坡高的增大基频呈减小趋势,相同坡度不同坡高时基频相对变化率的范围为49.95%~50.02%。研究可为黄土边坡抗震设计时避免共振的发生提供一定的参考。     

基于钢轨模态振动的车轮高阶多边形研究

基于线路动力学试验数据,分析了具有高阶规则车轮多边形磨耗车辆转向架各部件振动水平及振动传递关系,给出车轮多边形磨耗引起转向架异常振动典型的频率特征和多边形振动对相邻车轮的影响。基于铁木辛柯梁理论及传递矩阵法,推导转向架对钢轨作用时两轮对范围内钢轨模态振动方程,分析了钢轨模态振动特性,讨论了边界条件与温度对钢轨模态振动的影响。分析了引起车轮多边形化的振动频率的来源,利用哈大线、武广线的枕跨距离计算得到钢轨第三阶垂向弯曲主频分别与各自车轮多边形振动频率重合,为车轮多边形机理分析提供支撑。     

针对列车提速的32m梁加固方案比选

研究目的：为避免发生桥梁结构的局部疲劳损伤以及车桥共振现象,保证桥梁结构具有足够的整体刚度和安全运营性能,同时满足列车舒适度的要求,有必要对现有桥梁进行加固。研究方法：针对影响结构自振频度的因素并结合桥梁的实际情况,提出了几种不同的桥梁加固方案.在采用有限元方法进行模态分析之后,考虑了施工的可行性,对各方案进行了比选,提出了较为合理的加固方案。研究结果：桥梁在车辆动荷载作用下将发生振动,目前既有线上的铁路桥梁是基于修建时设计时速进行动力设计和评估的.当列车速度提高以后,车辆激振的频率发生变化,桥梁结构的响应也相应改变.通过测试发现提速后现有桥梁的主要问题在于一阶横向自振频率偏低,桥梁横向振幅偏大。研究结论：从影响桥梁结构固有频率的因素出发,通过有限元计算可以知道扩大横隔板和增加支架对于提高横向频率来说都是有效的加固手段.从整体效果而言,方案二的加固效果最好,而将混凝土支架替换为角钢与混凝土结合的支架同样能满足要求,同时在既有桥梁上完成这样的加固也是可行的,因此,建议使用第五种方案进行加固。     

青山长江大桥主航道桥结构动力特性分析

研究目的:青山长江大桥主航道桥是目前世界最大跨径全漂浮体系斜拉桥,桥塔为目前世界最高的A形桥塔,主梁为目前长江上最宽的钢箱梁,其动力特性是结构受力特性的关键,与常规斜拉桥相比具有独特之处。本文采用ANSYS建立空间有限元计算模型,对青山长江大桥主航道桥成桥状态、施工阶段最大单悬臂状态结构动力特性进行分析,从而为进一步进行结构抗震、抗风性能分析研究奠定基础。研究结论:(1)在成桥状态时,结构前3阶振型分别为纵飘、对称侧弯、对称竖弯,对应周期分别为14.22 s、6.25 s、4.78 s;在最大单悬臂状态时,结构前3阶振型分别为侧弯、竖弯、竖弯,对应周期分别为8.4 s、4.44 s、2.93 s,两种状态均属于长周期结构;(2)成桥状态和最大单悬臂状态时,结构侧向刚度均偏弱,对横向风致振动响应敏感;(3)结构采用A形桥塔、超宽主梁、空间双索面提高了结构的扭转频率和抗扭刚度,增强了结构的抗扭稳定性,边跨设置辅助墩提高了结构频率和刚度;(4)在成桥状态时,结构的高阶振型中出现了振型的耦合现象;在最大单悬臂状态时,结构的低阶振型中即出现了振型的耦合现象;(5)本研究成果可为大跨度全漂浮体系斜拉桥结构抗震、抗风设计提供依据。     

大跨度斜拉桥辅助索对索网系统面内自由振动特性的影响研究

大跨度斜拉桥斜拉索可通过辅助索连接形成索网系统,从而达到减振目的。为深入了解索网系统的真实动力行为,提高索网系统振动频率测试的准确性,以多层不等长索网系统为研究对象,通过理论推导建立索网系统平衡方程,借助MATHEMATICA对系统自振频率及振型进行求解,分析其面内自由振动特性;并使用数值模拟和试验方法对解析结果进行验证。此外,对多层不等长索网进行参数分析,包括辅助索刚度、辅助索位置、辅助索根数等,研究不同的辅助索设计方案对索网系统面内自由振动特性的影响。研究结果表明：索网系统内各根拉索的自振频率均相同;在整体振动的频率之间会出现局部振动或单根拉索单独振动的频率;施加辅助索会使目标索的基频增大;索网整体振动和局部振动的频率随着辅助索刚度减小而减小;随着辅助索根数增多,索网系统的基频逐渐增大;局部振动的振型出现得越晚,出现局部振动的最小频率越大。     

新型160 km/h铁路货运棚车车门疲劳寿命研究

在车辆运行过程中,由于轨道不平顺或随机风载的影响,车体会持续受到随机振动载荷的影响,严重时会对车体结构产生疲劳破坏.为保证运行安全,对某新型160 km/h大容积全侧开活动侧墙棚车车门进行随机振动疲劳分析.考虑到转向架、车体等零部件在激励传递过程中的影响,通过柔性建模方法建立车体动力学模型,选用美国6级线路谱进行仿真,提取出车门垂向振动加速度谱,分别运用基于应力响应功率谱密度函数的频域分析法和基于雨流计数法的时域分析法对车门疲劳损伤进行计算.结果表明,2种算法计算的车门疲劳寿命都满足600万km的运营需求,并且疲劳强度薄弱区域都显示为车门座焊接部位,其中频域分析法计算的疲劳损伤值为0.89,时域分析法计算的疲劳损伤值为0.51,前者更为保守,最后从数据处理方式、评估方法、算法原理3个方面分析了 2种计算结果的差异原因.     

架桥机结构动力学建模与动态特性分析

研究目的:通过合理简化和理论推导,建立架桥机典型工况的动力学模型,分析架桥机动态特性,为改善架桥机的动力学性能和结构优化设计提供理论依据,为开发动态性能优良、重量轻、成本低的架桥机提供服务。研究结论:在分析JQ900系列架桥机作业工序和有限元计算的基础上,针对架桥机作业过程中的危险工况,建立架桥机的动力学模型,通过用接触有限元法对轮胎支撑刚度的有限元计算模拟和能量法,简化动力学模型,得到了架桥机固有频率计算公式和相应的振型,并与有限元计算结果进行了比较,验证了动力学模型,为架桥机主梁结构的动态优化设计提供了理论依据。     

高速铁路大跨度混合梁斜拉桥-无砟轨道隔离层减振效果试验研究

为提高无砟轨道在大跨度桥梁应用的适用性,在无砟轨道层间引入橡胶隔离层以代替传统土工布隔离层。橡胶隔离层的引入改变了桥上无砟轨道的振动特征,并兼具一定的减隔振作用。结合昌赣高铁赣州赣江特大桥混合梁斜拉桥铺设无砟轨道的需要,对桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道不同隔离层的减振效果开展试验研究,对非减振型与减振型轨道板进行多工况激振,根据动力响应时-频结果,得到了不同隔离层下的无砟轨道纵向、竖向传递规律。研究表明:(1)钢轨的激振频率集中在2～3 kHz,振动在传递中会向高频段漂移,非减振板的漂移现象更明显,减振板在该频段衰减明显,最大相差28 dB;(2)振动沿钢轨传递过程中,非减振板的衰减规律与距离呈正相关,减振板在很近距离内衰减至最低量级;(3)竖向传递规律中,两种轨道板的激振频段均变为宽幅0～3 kHz激振,幅值接近,在2 kHz处出现峰值,传递到钢箱后振动均被放大;(4)竖向传递规律中,两种板型在桥面板处差异明显,非减振板集中在0～500 Hz、2 kHz处,减振板集中在0～500 Hz处;减振板在0～3 kHz频段处的级差平均比非减振板高20 dB,衰减效果明显。