中等跨度轨道交通桥梁有载频率研究

基于实际工程案例分析中等跨度的跨座式单轨与公路、铁路、地铁桥梁的质量和桥上运营车辆的质量,确定了不同类型交通桥梁的车桥质量比.为计算研究车桥质量比对桥梁有载频率变化的影响,根据桥梁固有频率的定义求解桥梁振动微分方程,给出桥梁在列车移动荷载作用下桥梁有载频率的变化.研究表明:跨座式单轨列车车桥质量比远大于同等跨度其他交通...     

风-车-桥系统空间耦合振动研究

风-车-桥耦合振动系统中将自然风作为空间相关的平稳随机过程,车辆采用质点-弹簧-阻尼器模型,桥梁采用有限元模型。在分析风桥间的流固耦合作用、车桥间的接触耦合作用及风对车辆的空间脉动作用的基础上,将风、车、桥三者作为一个交互作用、协调工作的耦合动力系统,提出了一种较为完善的风-车-桥系统空间耦合振动分析模型。基于轮轨接触点处的几何协调条件和力学平衡关系,建立了系统运动方程的分离迭代求解算法。最后以京沪高速铁路南京大桥为工程背景,采用自行研发的桥梁结构分析软件BANSYS对比分析了风-车-桥系统振动特点。     

简支梁桥车桥耦合振动影响因素分析

基于车桥耦合振动原理,将车桥振动系统分为车辆和桥梁两个振动子系统,分别采用达朗贝尔原理和动力有限元方法建立了四自由度汽车模型和桥梁模型的振动方程,通过车轮与桥梁接触点处的几何相容条件和静力平衡条件建立起两者之间的联系,采用Newmark-β法实现了对方程组的分组迭代求解。对一座简支梁桥进行了车桥耦合振动影响因素分析。     

车辆-桥梁耦合系统垂向振动的随机分析

研究车桥耦合系统在轨道高低不平顺激励下的垂向平稳随机振动。车辆采用二系悬挂6个自由度的4轴客车空间模型,桥梁采用空间梁单元模型,轨道不平顺假设为多点异相位平稳随机激励。采用虚拟激励法将轨道不平顺转化为一系列的简谐荷载形式。运用分离迭代法求解车桥耦合系统振动方程。分别采用虚拟激励法和Monte Carlo法对单跨33.3m简支梁进行随机振动分析,验证了方法的正确性。最后,以1列火车通过单跨33.3m简支梁为例,研究了车桥时变耦合系统的垂向随机动力特性。     

车辆模型对车桥耦合振动影响分析

车桥振动问题是车辆和桥梁两个动力系统耦合振动的问题,为把握桥梁结构动力响应特性,须研究不同车辆模型对桥梁结构动力响应的影响。本文基于车桥耦合振动原理,采用Matlab语言编制了车桥耦合振动专用程序。采用该程序对一座简支梁桥的动力响应进行了分析,对不同车辆模型作用下的计算结果进行了比较,结果表明不同车辆模型对桥梁的动力响应存在差异,且对不同动力响应的影响程度也不同。     

板桁组合桥车桥动力分析模型简化方法

以上海闵浦二桥为工程背景,基于梁格法理论,探索了建立大跨度板桁组合体系桥梁车辆—桥梁系统耦合振动分析模型的快速合理的等效简化方法,阐述了此类桥梁的动力特性以及各部分构件对桥梁动力特性的贡献。分析结果表明等效前后的模型在动力特性方面具有良好的一致性,等效后的模型可用于车桥耦合振动分析,为建立该类桥梁车桥耦合振动分析的简化模型提供了一种简捷的方法。     

大跨径轻轨桥梁车桥耦合振动分析

为了简化车桥耦合振动的分析过程,介绍了利用简化的车辆模型在ANSYS单一环境中实现车桥耦合振动分析的方法。以一座三跨轻轨连续梁桥为例,分析行车速度和地震作用对车桥耦合振动的影响。结果表明,行车速度对桥梁跨中竖向位移影响较小,对横向位移和加速度响应影响较大;考虑地震作用与列车荷载共同作用后,桥梁竖向位移、加速度及轴力峰值大于仅有列车荷载作用下的结果,说明地震作用和列车荷载存在一定程度的耦合。     

有轨电车桥梁跨挠比限值的研究

车辆活载作用下的桥梁跨挠比是轨道交通桥梁刚度设计的重要指标,而目前缺乏针对有轨电车的桥梁跨挠比规范限值。采用有限元方法建立有轨电车车辆模型和不同跨度简支梁模型,基于模态叠加法原理和轮轨耦合关系建立列车—桥梁系统耦合振动分析模型,以满足列车乘坐舒适性要求为原则来确定桥梁的跨挠比限值。结果表明:采用不同的乘坐舒适度标准对桥梁的跨挠比进行限值时结果有所差别,但都没有《地铁设计规范》中的限值严格。     

城市跨座式单轨的发展应用及挑战

跨座式单轨交通走行系统独特,具有造价低、爬坡能力强、车辆运行噪音低、占地少等优点,能缓解中小城市交通压力以及满足不利地形地质条件城市、景区观光旅游等需求,得到更多国家和地区的推广应用。为了跨座式单轨交通更好的推广以及加深研究者们对这一领域的认识,通过文献收集分析和系统总结的方法,首先介绍了跨座式单轨交通的自身发展历史和优点,然后总结了国内外学者对跨座式单轨结构动力学的研究现状,最后针对现有的不足提出发展建议。在总结现有国内外研究基础上,认为目前研究理论研究所得车辆-轨道耦合模型尚不准确,还需考虑轨道不平整、曲线梁桥、动力系数等多种因素,其次相关数据实测较少以及轨道梁的优化设计研究不足,最后国内相关规范制定内容有限且滞后。     

车桥耦合与EMD在桥梁损伤识别中的应用

采用简化的车桥耦合振动数值模型，运用桥梁运动方程、车辆的平衡方程结合Newmark积分法进行迭代求解，获取车辆匀速过桥时桥梁动态加速度时程响应，并使用EMD对各工况信号进行分解得到IMF分量，以各阶分量的最大幅值作为损伤特征参数进行损伤识别。通过数值模型试验验证了该方法的有效性。     

城市立交匝道的车-桥耦合振动响应分析

依托工程实例,建立匝道车-桥耦合系统振动分析的数值仿真模型。利用大型通用软件ANSYS建立桥梁的动力模型,进行匝道的结构动力特性分析。通过对作用于匝道的车辆荷载进行具体分析,并依据车-桥耦合振动理论建立三维车桥计算模型,考虑双轴车辆的轴距、行车速度、车-桥质量比对桥梁振动响应的影响,针对不同车型、不同的自振频率,导致不同的激励频率。分析表明:采用双轴车辆模型研究车-桥耦合系统的振动更安全、可靠,能真实、有效地分析车耦桥合系统间的振动,反映耦合系统振动的实际情况,揭示车-桥耦合系统振动的实质。     

跨座式单轨列车作用下简支梁桥冲击效应计算

文章研究了单节跨座式单轨列车下简支梁桥在不同速度下的弯矩冲击效应。采用ANSYS中实体单元法对简支梁桥进行建模,跨座式单轨列车采用15自由度刚性单元和弹簧阻尼单元进行建模,车桥相互作用采用位移接触法建模。计算得到的弯矩包络线表明,对于跨座式单轨列车运行速度为20～60km/h下的桥梁,车速越大,弯矩冲击系数越高。     

曲线连续梁桥在车辆制动作用下的动力响应

以某一匝道公路曲线连续箱梁桥为例,分析了该类桥梁的空间车桥耦合振动问题。用ANSYS软件模拟梁桥,选用典型的三轴空间车辆模型,采用模态综合法编制公路曲线车桥耦合振动响应MATLAB程序,获得了车辆制动作用下曲线连续梁桥的动力响应及冲击系数,研究了初速度、制动位置、制动力上升时间、桥面平整度等参数对冲击系数的影响。结果表明:车辆制动时,主梁最大挠度、挠度和内力冲击系数没有随初速度的增大而单调递增或递减,但均明显大于车辆以相同初速度匀速行驶时的结果,且可能超过规范值。在桥前半跨内制动时,挠度和跨中剪力冲击系数大于在后半跨度内制动情况,同时,当车辆制动位置大于半跨且越靠近支点时,车辆制动时挠度和内力冲击系数越接近匀速时的结果。随着曲率半径的增大,桥梁的挠度、弯矩和扭矩冲击系数逐渐减小,而剪力冲击系数逐渐增大;弯桥的挠度、弯矩和扭矩冲击系数大于直线桥结果,紧急制动易于加剧桥梁的振动。     

实际车辆荷载作用下的预应力混凝土连续梁桥动力响应分析及验证

以一座三跨单箱单室预应力混凝土连续箱梁桥为对象,利用车辆-桥梁耦合振动关系建立单梁车辆、桥梁运动微分方程,通过二者变形协调、相互作用力协调关系实现车辆-桥梁的耦合关系;修正了自编的桥梁动力响应计算程序,通过建立在桥梁上的高速弯板称重系统实现对实际过桥交通荷载的识别,并将识别出的实际车辆荷载信息输入已建立的桥梁动力响应计算程序,快速计算出在实际车辆荷载作用下的桥梁动力响应,并利用ANSYS软件进行静力验证,用实际过桥车流产生的动应变进行动力验证。     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知：Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

中低速磁悬浮列车-多跨简支梁桥耦合振动分析

以多体动力学和有限元为基础,提出了中低速EMS型磁悬浮列车-多跨简支梁桥耦合振动精细化分析方法,并对车桥模型的正确性进行了验证.复杂的车桥模型包含磁浮车辆结构、悬浮系统、控制系统、桥梁结构和轨道不平顺.磁浮列车的各个参数以及桥梁动力方程的系数矩阵都能在自编程序中进行设置并完成计算,致使程序能够适应不同EMS型磁浮列车与...     

车桥耦合作用下简支板梁的动挠度

针对简支板梁,建立了移动荷载作用下梁的振动方程和车桥耦合作用下车一梁系统的振动方程,分别解出前者的解析解和数值解,后者采用Newmark算法逐步积分求解。对两种模型下简支板梁跨中的动挠度进行比较分析,结果表明在对简支板梁进行动力分析时,考虑车桥耦合作用是必要的。     

跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合振动研究

基于大系统的思想,建立车-桥-风浪流耦合动力系统,包括车辆子系统、桥梁子系统和风浪流耦合场子系统。根据各子系统之间的相互作用力以及车辆子系统与桥梁子系统之间的位移协调关系,建立车-桥-风浪流耦合动力系统的运动方程,并基于分离迭代法提出了车-桥-风浪流耦合动力系统动态响应的求解流程,从而建立跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合动力系统的振动分析方法。以某跨海公铁两用斜拉桥方案为对象进行研究,结果表明：风浪流耦合场同时激励车辆和桥梁的主梁、桥塔及水中基础,与风场单独作用相比,风浪流耦合场能够激发桥梁产生更大幅度的横向和扭转振动,恶化列车运行安全性指标,桥梁主梁在主跨跨中处的横向位移、横向加速度、扭转位移、扭转加速度的均方根分别增大0.8%、23.1%、4.9%和0.5%,在边塔处的相应均方根分别增大204.9%、167.0%、198.7%和314.7%;列车车体加速度、轮轨横向力和轮重减载率分别增大60.9%、7.2%和6.6%。因此,对于跨海公铁两用桥梁,需合理考虑风浪流耦合作用,仅考虑风场单独作用将高估桥梁结构和列车行车的安全性。     

基于车-桥耦合振动的公路简支梁桥动力分析

车桥耦合振动下,车辆动载作用于公路桥梁引发桥体振动,桥体的振动反过来影响车辆的振动。本文通过对车辆动载体系进行模拟简化,建立阻尼、弹簧和质量块组合体系仿真模拟车辆,利用车桥间的相互作用力将仿真体系与有限元简支桥梁模型进行耦合,得出了车-桥耦合系统的动力学方程组;采取Wilson-θ逐步积分法,对车-桥耦合动力方程组进行求解,并得出车-桥耦合振动系统的时程响应,通过已有经验对其进行类比评价,结果表明：该算法与已有算法结果吻合：利用该算法对简支梁的车-桥耦合相关影响因素进行了计算分析。     

跨座式单轨钢轨道梁小曲线半径影响分析

跨座式单轨交通线采用钢结构轨道梁相比预应力混凝土轨道梁跨越能力更强,常用于跨越城市路口、河道等复杂地段,设计轨道梁需适用于各种线路曲线半径。以某市跨座式单轨交通线上跨度60 m的连续钢箱梁桥为研究对象,利用有限元软件对各种曲线半径下的设计轨道梁静力性能指标进行对比分析,以探究设计轨道梁对各种曲线半径的适用性。结果表明,曲线半径小于300 m时,曲线半径大小对设计轨道梁的内、外侧主梁的刚度、应力以及支座反力分配影响显著。设计轨道梁在各种曲线半径下具有足够的刚度和强度,结构设计合理,可为同类桥梁的设计提供数据依据和技术参考。