地震作用下高速鐵路連續(xù)鋼桁梁橋的車橋耦合振動研究.pdf

1、本文吸取了前人在車橋耦合振動領域的研究成果，以鄭州黃河公鐵兩用5x120m連續(xù)鋼桁梁橋為工程背景，對地震和列車同時作用下的橋梁響應及橋上列車行走安全性進行了動力仿真計算與研究。主要研究內容包括： 1.綜述了車橋振動國內外研究的歷史與現狀，闡述了對地震一車一橋耦合振動系統(tǒng)進行分析研究的必要性。 2.建立了較完善的車輛、橋梁動力學的分析模型。針對鄭州黃河橋具有三片桁架、.邊桁向外傾斜形成倒梯形橫斷面的特點，通過改進前人提出桁

2、段有限元模型，提出倒梯形三桁桁段有限元模型，對該橋進行了模擬?；趶椥韵到y(tǒng)動力學總勢能不變值原理及形成矩陣的“對號入座”法則，建立了相應的列車一連續(xù)鋼桁梁橋時變系統(tǒng)的整體振動方程。 3.基于上述橋梁分析模型的基礎上，計算了其自振特性，根據振型特點分析了該橋的動力特性。 4.對上述列車一連續(xù)鋼桁梁橋時變系統(tǒng)分析模型進行改進，引入地震波，對該連續(xù)鋼桁梁橋進行了地震作用下車橋耦合振動計算，得出了不同大小的地震作用下橋梁不同位置

3、的最大橫、豎向位移，最大橫、豎向加速度等；得出了列車的脫軌系數、輪壓減載率、橫向搖擺力、橫豎向加速度及斯佩林舒適度指標。最后得出結論為：該橋在無震和小震作用下行車安全性都能保證，在中震和大震作用下已不能安全行車。 5.研究了地震波對高速鐵路大跨度連續(xù)鋼桁梁橋車橋動力響應的影響。研究結果表明：①橫向地震波對車輛與橋梁的橫向動力響應具有非常重要的影響。由于桁架橋梁的抗扭剛度較小，橫向地震波對車輛和橋梁的豎向振動也有一定的影響；②豎向