高速铁路桥墩横向刚度的初步研究

应用车桥耦合振动理论,对高速铁路桥墩的横向刚度进行了初步研究。通过计算和比较不同横向刚度的桥墩时车辆和桥梁的振动响应,指出为了确保高速列车运行的安全和平稳,桥墩必须有足够的横向刚度     

横向风作用下高速铁路车桥系统绕流特性分析

基于不可压缩二维雷诺平均N-S方程，采用RING（renormalization group）k-ε两方程湍流模型，对德国ICE（intercity-express）列车和标准简支梁组成的车桥系统在横向风作用下的二维绕流特性进行了分析．计算网格为由三角形非结构网格和四边形结构网格组成的混合网格，采用有限体积法对微分方程进行离散，应用SIMPLE算法解决压强-速度耦合关系．根据高速铁路桥梁带挡风墙的特点，引入空腔流动研究成果对车桥系统的绕流特性进行了理论分析．结果表明，高速铁路桥梁挡风墙的挡风机理在于充分运用了空腔流的旋涡特性．     

铁路实体桥墩横向振动规律

我国铁路桥梁检定规范中,以墩顶横向振幅作为桥墩横向刚度的控制指标,但计算公式中所考虑的影响因素不是很全面,不能很好地反映桥墩横向振动的规律.本文针对铁路实体墩进行了大量的统计分析,以墩顶横向振幅最敏感的综合指标为变量,从试验和理论两方面研究了铁路实体桥墩横向振动的内在规律,并将实测值和理论值与＂检规＂通常值进行了比较.研究表明,仅与桥墩尺寸有关的＂检规＂通常值未能反映梁墩体系共同振动的特性,墩顶横向振幅的限值应与梁墩体系的结构特性有关,在后续研究中应制定更合理的桥墩横向刚度检定标准.     

铁路简支梁桥横向振动研究

讨论了铁路多跨简支梁桥不同计算图式对横向振动分析结果的影响,计算表明,单墩计算图式对等高桥墩的长桥及柔性桥墩适用性较好;当相邻桥墩的墩高或刚度相关较大时,可仅考虑该桥墩和相邻梁跨的振动耦联;一般情况下,应考虑相邻桥墩的耦联振动影响。     

高速铁路弓网系统振动主动控制研究

以变刚度时变系统的弓网模型为研究对象，采用最优控制策略，对弓网间接触力振动进行主动控制，仿真结果表明，控制效果较好。     

铁路列车作用下轻型桥墩横向振动试验研究

提速线路轻型墩桥梁横向振幅过大严重影响过往列车的安全，通过对轻型墩铁路桥的现场振动测试，得到了桥墩的横向振动特性，给出了列车过桥时轮轨作用力的典型时程曲线和列车的脱轨系数及轮重减载率，为进一步研究轻型桥墩的横向振动机理提供了实测数据．     

磁浮列车明线交会横向振动分析

为了研究气动力对磁浮列车运行稳定性的影响, 以上海磁浮列车为研究对象, 采用动网格技术, 通过求解三维可压缩非定常N S方程对磁悬浮列车在相对速度860 km/h交会时的气动力进行数值模拟; 同时将车体、悬浮架作为弹性体, 悬挂系统作为弹簧阻尼单元, 建立了详细的系统动力学模型, 对考虑列车交会瞬态压力冲击作用下的高速磁浮列车进行了横向振动分析。计算结果表明, 流场数值计算出的最大压力波幅值与实车试验结果两者差距小于6%;仅考虑轨道不平顺时, 磁浮列车的横向振动较小, 而在考虑磁浮列车高速运行时产生的交会压力波的情况下, 车体却产生了较大的横向振动, 底架最大横向加速度达1 5 m/s2, 经过二系悬挂的缓冲作用后振动明显减小, 悬浮架最大横向振动加速度约为0 7 m/s2。     

高速铁路桥梁冲击系数的研究

分析了铁路简支梁及连续梁桥在高速列车作用下的冲击系数车速的关系,并对这两种桥型的冲击系数进行了比较。计算表明,连续梁桥的冲击系数比简支梁桥在相同条件下有一定减小。     

半穿武钢桁梁桥横向振动TMD阻尼减振研究

针对我国既有铁路常见的半穿式钢桁粱桥的振动特性，建立了车-桥-TMD系统耦合振动方程，对采用多点调频质量阻尼器抑制既有铁路钢桁梁桥横向振动的阻尼减振方案进行了仿真计算。结果表明：TMD能有效的抑制铁路半穿式铁路钢桁梁桥的横向振动。     

列车准高速通过半穿式钢桁梁桥横向振动分析

将列车－桥梁视为一整体振动系统，采用随机振动分析方法，计算了列车常速通过时半穿式钢桁梁桥的横向振动特性。计算结果与实测结果吻合较好，在此基础上，详细分析了列车准高速通过时对该桥横向振动性能的影响。结果表明，列车准高速通过时，该桥仍具有足够的横向刚度，且能保证列车运行安全并具有合格的运行平稳性。     

高速铁路连续梁桥动力响应分析

介绍了铁路连续梁桥在高速列车作用下，冲击系数和列车运行舒适度的研究。计算表明，连续梁桥的冲击系数和列车适合度，比简支梁桥有一定减小，提出了连续梁桥设计冲击系数，通过对不同跨度配合情况下连续梁桥的动力分析，研究了不等跨连续梁桥冲击系数的计算方法。     

高速铁路接触网振动特性分析

简要介绍了法国、德国及日本高速铁路受电弓和接触网结构。建立了各类接触网的欧拉梁－集中质量模型及受电弓的框架模型，开发了其数值模拟软件。应用此软件分析了简单链形悬挂、弹性链形悬挂以及双链形悬挂的振动特性，并进行了相互间的比较分析。     

上、下行两桥连接抑制桥梁横向振动理论研究

通过数值计算,从理论上对上、下行两桥连接抑制桥梁横向振动的效果进行了深入的研究。结果表明,两桥连接之后桥梁横向振幅将明显减小（减振率接近５０％）。此项研究,在列车提速过程中,为抑制类似桥梁的横向振动提出了一种简便而有效的方法。     

半穿式钢桁梁桥横向振动TMD阻尼减振研究

针对我国既有铁路常见的半穿式钢桁梁桥的振动特性,建立了车—桥—TMD系统耦合振动方程,对采用多点调频质量阻尼器抑制既有铁路钢桁梁桥横向振动的阻尼减振方案进行了仿真计算,结果表明:TMD能有效的抑制铁路半穿式铁路钢桁梁桥的横向振动。     

大跨度连续拱桁组合钢桥车桥耦合振动分析

将列车和拱桁组合体系桥视为一整体振动系统,由势能驻值原理及形成结构矩阵的“对号入座法则”,导出此系统的空间振动矩阵方程。以车辆构架在桥上的实测蛇形波和车辆轮对在线路上的实测蛇形波为激振源,对京沪高速铁路线上某连续拱桁组合钢桁梁桥在高速列车通过时的空间振动响应进行了分析,研究了列车速度变化对桥梁的挠度、车辆舒适度及脱轨安全度的影响,并对列车运行走行性进行了评价。结果均满足要求,表明该桥具有良好的横竖向刚度。     

加固后并行钢板梁桥横向振动对平联杆件应力的影响

实测资料表明,上下行并行的钢板梁桥在采用“两桥连接”加固以后,平联杆件的弯曲变形和断裂现象急剧增多。为了分析产生这一问题的原因,采用ANSYS分析软件对40 m上承式钢板梁建立了有限元模型,就横向振动与钢板梁在采用“两桥连接”加固以后平联杆件急剧出现的弯曲变形现象之间的关联性进行分析,计算出了加固前后平联杆件在不同横向振幅下的应力变化情况,分析得出“横向连接”加固是引起平联杆件大量出现弯曲变形现象的主要原因。     

高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制

为了抑制由高速车体摇头引起的车体横向振动, 构造了高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制结构, 采用模糊控制策略, 以减振器的实际阻尼力和车体、构架的横向振动加速度为反馈输入, 对车体前后横向悬挂系统的可调减振器进行双闭环反馈独立控制。以美国六级轨道谱为输入, 在列车运行速度为270km.h^-1时, 结合表征列车悬挂系统横向振动特征的17自由度动力学模型, 对半主动悬挂机车和被动悬挂机车的横向振动、摇头振动进行计算。计算结果表明: 采用半主动悬挂的高速车体平稳性改善了12.54%, 摇头振动幅值减少了35.00%, 横向振动幅值减少了48.45%, 在车体固有频率(1~6Hz)附近, 车体横向振动、摇头振动抑制达到50%。可见, 该控制结构和控制策略能够明显抑制车体横向振动。     

高速铁路双线简支梁桥空间振动响应分析

研究高速铁路双线简支梁桥的空间振动响应，建立了考虑双线简支梁在车辆蛇行和单线行车时的偏心荷载作用下车桥系统空间耦联作用的振动力学分析模型，以２０ｍ和４８ｍ简支梁桥为例，在计算机上模拟列车过桥的全过程，通过分析动力响应，得出了一些有工程意义的结论。