鐵路車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)及其對(duì)周邊建筑的環(huán)境振動(dòng).pdf

1、隨著科技與社會(huì)的發(fā)展,鐵路與城市軌道交通工程得到迅猛發(fā)展,行車速度的不斷提高,使得車輛與橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)的動(dòng)力相互作用問(wèn)題日益突出,對(duì)行車安全及周圍環(huán)境的影響也越來(lái)越大,也越來(lái)越引起人們的重視.同時(shí),也促進(jìn)了該領(lǐng)域研究工作的發(fā)展,使得研究的范圍和深度得到進(jìn)一步的拓廣. 本文在全面總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上,建立了輕軌鐵路車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)及對(duì)周邊建筑環(huán)境振動(dòng)影響的分析模型,揭示車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的激勵(lì)機(jī)理、振動(dòng)效應(yīng)及對(duì)周邊建筑的環(huán)境振

2、動(dòng)影響等.主要研究工作和取得的創(chuàng)新成果有以下幾方面: (1)提出了簡(jiǎn)化的車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)激勵(lì)模型.通過(guò)對(duì)車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的激勵(lì)機(jī)理進(jìn)行深入研究,得出車輛蛇行和軌道不平順是主要的內(nèi)部激勵(lì),列車以一定速度過(guò)橋的重力加載和曲線橋上的離心力以及地震、風(fēng)荷載是主要的外部激勵(lì),對(duì)剛度較大的混凝土橋梁,風(fēng)荷載可以忽略. (2)建立了車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的分析模型.對(duì)車輛和橋梁系統(tǒng)進(jìn)行了一系列簡(jiǎn)化,建立了27個(gè)自由度的車輛分析模型,橋梁模型

3、采用空間梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬,通過(guò)車輛與橋梁的變形協(xié)調(diào)關(guān)系,推導(dǎo)出了車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的動(dòng)力平衡方程,采用逐步積分法直接求解.編制了Matlab計(jì)算程序,得出軌道不平順對(duì)橋梁橫向、扭轉(zhuǎn)位移及橫向加速度影響較大,而對(duì)豎向影響不大. (3)研究了土-結(jié)構(gòu)相互作用(SSI)對(duì)車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的影響.以彈簧和阻尼器模擬土介質(zhì)的動(dòng)力性質(zhì),而群樁基礎(chǔ)則等效簡(jiǎn)化為彈性地基梁,將其計(jì)入車橋系統(tǒng).得出軟弱地基對(duì)橋梁的動(dòng)力特性以及橋梁位移和加速度的影響都較

4、大.分析車橋耦合振動(dòng)不考慮土一結(jié)構(gòu)相互作用所得的結(jié)果偏小,是不安全的. (4)研究了地震對(duì)車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)的影響.假定橋梁所處地質(zhì)一致,并忽略地震波傳播的行波效應(yīng),建立地震作用的車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)平衡方程.結(jié)果表明車輛過(guò)橋和地震作用下的橋梁位移存在一定耦合趨勢(shì),不能簡(jiǎn)單的疊加.地震對(duì)橋梁的橫向位移影響較大,豎向位移影響較小,可以忽略. (5)研究了車橋系統(tǒng)耦合振動(dòng)對(duì)周邊建筑的環(huán)境振動(dòng)影響.將列車和梁簡(jiǎn)化為集中質(zhì)量,置于墩臺(tái)