考慮列車縱向作用的高架車站動力分析.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)日益增長的需求，鐵路建設(shè)得到了快速發(fā)展，其中車站的建設(shè)規(guī)模越來越大，高架車站這種立體化的結(jié)構(gòu)形式也得到越來越多的采用，在交通的高效組織和城市建設(shè)中扮演重要的角色。與此同時，這種新型的車站結(jié)構(gòu)也會帶來一些新的問題。列車通過高架車站以及在車站內(nèi)頻繁地制動或起動時，會引起列車和高架車站結(jié)構(gòu)之間的動力相互作用，這種動力作用對結(jié)構(gòu)的安全性和乘客及站內(nèi)工作人員的舒適性產(chǎn)生影響。
　　本文在車橋耦合振動理論的基礎(chǔ)上，研究了高速鐵路高

2、架車站結(jié)構(gòu)在車輛激勵下的振動響應(yīng)這一振動工程研究領(lǐng)域的前沿課題。通過建立列車—高架車站耦合系統(tǒng)三維動力分析模型，實(shí)現(xiàn)列車高速通過車站和在車站內(nèi)制動或起動時的全過程動力仿真分析，對列車荷載在高架車站內(nèi)傳遞規(guī)律進(jìn)行研究，并對高架車站結(jié)構(gòu)在列車荷載作用下的振動安全性和使用舒適度以及列車高速通過車站結(jié)構(gòu)時的運(yùn)行安全性和平穩(wěn)性進(jìn)行振動評價。主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　?、艑Ω咚勹F路及高架車站的發(fā)展進(jìn)行了綜述，總結(jié)了高架車站的結(jié)構(gòu)形式及特

3、點(diǎn)、振動問題及研究內(nèi)容。重點(diǎn)對車橋耦合振動、高架車站動力分析和列車縱向動力作用研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，指出目前高架車站振動和列車縱向作用研究中的不足之處。
　?、圃谝郧傲熊嚳v向分析的傳統(tǒng)單質(zhì)點(diǎn)分析模型和縱向多質(zhì)點(diǎn)模型基礎(chǔ)上，建立高速動車組的縱向動力分析模型?；诖烁咚賱榆嚱M的縱向分析模型，通過我國CRH2型200 km/h動車組按7級常用制動在線路上制動停車的算例，計算得到作用于軌面的列車制動力時程。同時，研究了列車制動時對橋梁的縱向

4、動力作用，通過建立考慮梁軌縱向相互作用的車輛—軌道—橋梁系統(tǒng)縱向動力分析模型，以典型國產(chǎn)高速列車制動時通過鋪設(shè)無縫鋼軌的十跨高墩簡支梁橋作為算例，求解高速列車制動時車輛—軌道—橋梁系統(tǒng)的縱向動力響應(yīng)。并與我國橋涵設(shè)計規(guī)范中關(guān)于列車制動附加力對橋梁結(jié)構(gòu)靜力作用的計算結(jié)果進(jìn)行比較分析。
　?、墙⒘丝紤]列車縱向作用的高速列車—高架車站系統(tǒng)動力分析模型，其中車輛子系統(tǒng)以多剛體動力學(xué)建立三維動力分析模型，推導(dǎo)考慮縱向自由度的車輛運(yùn)動方程。

5、車站結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)通過有限元建模，兩者通過縱向、垂向和橫向輪軌關(guān)系假定聯(lián)系起來，由此建立的系統(tǒng)方程通過全過程迭代法求解。其中車輛—結(jié)構(gòu)耦合關(guān)系是系統(tǒng)動力分析的關(guān)鍵，主要介紹了輪軌垂向和縱向密貼假定，橫向的簡化的Kaller線性蠕滑理論或蛇形波假定。而數(shù)值求解方法是研究的難點(diǎn)，主要介紹了全過程迭代法的計算流程及其與以往計算方法的區(qū)別和優(yōu)勢。
　?、葘α熊囋诟呒苘囌緝?nèi)制動進(jìn)站和起動出站時車站結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位進(jìn)行動力測試，分析列車的制動和起動