考慮墩體參振的高速磁浮交通軌道梁動力特性研究.pdf

1、在高速磁浮列車作用下，軌道梁、墩會發(fā)生較大的變形和振動，對結(jié)構(gòu)的安全、車輛的運行安全以及旅客的乘坐舒適度會產(chǎn)生很大的影響。針對磁浮系統(tǒng)的車橋振動，到目前為止的研究工作，無論是對連續(xù)梁還是簡支梁，鮮少考慮墩的作用。隨著墩的升高，墩的剛度會影響整個結(jié)構(gòu)體系的動力特性，成為不可忽略的因素。高速磁浮列車引起的梁墩體系動力問題已成為當(dāng)前高速磁浮技術(shù)發(fā)展遇到的重要課題。 本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金資助項目《高速磁浮交通軌道梁動力特性研究》（項

2、目號：50578010）的研究工作，建立了考慮墩體參振的高速磁浮列車-軌道梁系統(tǒng)動力分析模型，在電磁相互作用和梁墩體系自振特性分析的基礎(chǔ)上，以磁浮線路實測不平順作為外界激勵源，對高速磁浮列車運行時所引起的車輛、軌道梁、墩的各項動力響應(yīng)進行了計算分析，得出了高速磁浮列車引起的梁墩體系動力響應(yīng)基本規(guī)律，從而為高速磁浮梁墩參數(shù)選取和方案選擇提供理論基礎(chǔ)與參考建議。全文具體開展了如下幾方面的研究工作： （1）分析了高速磁浮列車、軌道梁、

3、墩系統(tǒng)的電磁學(xué)、力學(xué)耦合關(guān)系，運用結(jié)構(gòu)動力學(xué)、車輛動力學(xué)及電磁控制理論原理，采用模態(tài)綜合技術(shù)，建立了考慮墩體參振的高速磁浮列車-軌道梁系統(tǒng)動力分析模型，給出了具體求解步驟?；诒疚牡姆治隼碚撘约岸嗄甑目蒲蟹e累，獨立編制了車-梁-墩動力分析程序。通過現(xiàn)場試驗結(jié)果驗證理論模型和分析方法的有效性。 （2）分析了磁浮線路平縱橫面和線路結(jié)構(gòu)主要特點，介紹了磁浮系統(tǒng)參數(shù)、軌道梁和下部結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)要求，對乘坐舒適度控制指標(biāo)、軌道梁及下部結(jié)構(gòu)相

4、關(guān)技術(shù)要求和參數(shù)選定依據(jù)和影響因素進行了綜合分析，并和高速鐵路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行了對比研究，為梁墩體系動力性能評價提供了評判標(biāo)準(zhǔn)。 （3）建立了電磁相互作用數(shù)學(xué)模型，研究了控制方案、控制參數(shù)、軌道梁參數(shù)對懸浮性能的影響規(guī)律，確定了保證高速磁浮列車穩(wěn)定懸浮的磁軌參數(shù)匹配關(guān)系，提出了控制懸浮階段過大振動的原則。 （4）以工程實踐為背景，建立了磁浮交通軌道梁墩體系有限元模型，采用子空間迭代法計算了梁墩體系特征值和模態(tài)，分析了不同梁型

5、、約束、墩高、墩重、跨數(shù)等因素對梁墩體系自振特性的影響，闡明了恒載作用下軌道梁墩體系動力特性，為進一步分析高速磁浮列車作用下梁墩體系動力響應(yīng)及運行安全性和舒適性奠定基礎(chǔ)。 （5）采用車-梁-墩動力相互作用模型，以磁浮線路實測不平順作為外界激勵源，對高速磁浮列車運行時所引起的車輛、軌道梁、墩的各項動力響應(yīng)進行計算分析，研究了梁墩體系垂向共振和橫向共振條件，對簡支梁和兩跨連續(xù)梁進行了動力學(xué)性能分析評估，闡明了高速磁浮列車作用下軌道梁