高速列车作用下中承式钢管混凝土拱桥车桥振动分析

采用车桥耦合振动理论,建立高速列车和钢管混凝土拱桥的动力模型。分析了中承式钢管混凝土拱桥在ICE高速列车作用下的车桥动力响应特点。基于合理的列车走行性评价指标,对高速列车通过中承式钢管混凝土拱桥时的走行安全性与舒适性进行了详细分析,探讨中承式钢管混凝土提篮拱桥用于高速铁路的可行性。     

钢桁拱桥横向刚度分析

通过建立车桥时变系统空间振动方程,对钢桁拱桥的横向刚度进行了分析,验证这种拱桁组合体系桥的刚度能否保障列车走行安全性与乘坐舒适性.     

EMS型高速磁浮列车-桥共振分析

运用多体动力学、结构动力学和主动控制理论,建立了EMS型高速磁浮车辆-悬浮控制系统-多跨简支梁桥耦合振动模型,并自编了计算程序,能够对任意数量的磁浮列车和桥梁的耦合振动进行计算。模型主要分为磁浮列车、悬浮控制系统和多跨简支梁桥三个子系统,列车和简支梁桥通过来自悬浮控制系统的电磁力产生耦合关系。通过计算程序对车桥耦合作用下车体和悬浮架的动力响应进行详细分析,结果表明：车体和悬浮架的振动频率成分相同,证明了简支梁桥对悬浮列车的激励频率公式为f=v/3.6L;高速磁浮列车车体和悬浮架的自振频率分别为0.72,3.95 Hz,其对应的共振速度分别为63.8,352.2 km/h。     

计算结构动力响应中移动载荷的简化方法

针对用计算机分析列车过桥时桥梁的动力学响应问题,提出了一种新的移动载荷简化方法,并以简支梁为例,利用有限元软件ANSYS对其进行动力特性分析,通过与其它方法结果比较表明,这种简化载荷的方法是可行的.将列车简化为载荷列,推广此方法于某拱桥进行了动力特性分析.相关结论可供相关工程技术人员参考.     

高墩大跨连续刚构桥动力特性分析

本文运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法,建立车桥时变系统空间振动方程。对某高墩大跨连续刚构桥进行了列车走行性分析,得出在列车作用下的车桥动力响应的理论计算结果,表明该桥具有足够的横竖向刚度,能够保障列车行车的走行安全性与乘坐舒适性的要求。同时根据计算结果可以得出在高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥中,边墩或边跨出现最大响应的可能性非常大,因此在高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥设计中对边墩的考虑应予以足够重视。     

斜拉拱桥平面内非线性稳定性研究

斜拉拱桥是一种新型的拱桥结构形式,它有机结合了拱桥和斜拉桥的特点。对于斜拉拱桥而言,稳定性问题是设计施工中的重要环节。本文通过对斜拉拱桥的分析,研究了不同边界条件、荷载工况下斜拉拱桥面内非线性稳定性,讨论了斜拉索参数对斜拉拱面内稳定性的影响。     

32m双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律研究

将列车、双线简支箱梁分别简化为二系悬挂多刚体体系和模态函数,推导车桥系统动力方程,建立并验证车桥相互作用模型,对双线简支箱梁在对开列车作用下梁体竖向动力响应规律进行研究。研究表明:对开列车作用下,桥梁动力响应与列车运行速度及入桥距离差密切相关;列车以共同速度对开时,可引起的梁体最大挠度动力系数与单线行车作用下基本一致,但梁体动力响应值约为单线行车引起的梁体动力响应值的2倍。     

格构桥面系在铁路拱桥上的应用

山区铁路横跨深窄峡谷多采用拱桥,由于刚度控制要求,铁路拱桥一般优先采用动力性能良好的整体性桥面,如连续箱梁等。但山区建设条件复杂,大型机具设备进场条件欠缺,整体性桥面施工较为困难,有必要研究既满足动力性能又便于架设的新桥面形式。本文以宜万铁路124 m非对称坡拱野三河大桥为研究对象,以车桥耦合分析为理论基础,对桥面分别采用格构方案和连续箱梁方案建立空间有限元模型,进行车桥动力仿真分析,对复杂山区条件下铁路钢管混凝土拱桥的桥面系方案进行比选。通过对结构自振频率、列车运行安全性与舒适性进行评估,论述首次应用在铁路拱桥上的格构桥面系方案是可行的,本文研究成果可为类似工程桥面系设计提供参考。     

单肋斜拉拱桥横向稳定性的实用计算

斜拉拱桥是一种将斜拉桥和拱桥相结合的新型桥梁结构形式,索拱共同受力使得拱的稳定性区别于一般拱桥。单肋斜拉拱是斜拉拱桥稳定性研究的基础,本文基于能量原理,在综合考虑桥面刚度、吊杆非保向力、斜拉索非保向力的前提下,推导了单肋斜拉拱横向失稳临界荷载的实用计算公式,并通过算例验证了实用计算公式的正确性,借助实用公式分析了斜拉索参数：斜拉索预张拉力、斜拉索倾角、索在拱的布置范围、主塔与拱的距离对单肋斜拉拱横向失稳临界荷载的影响。     

后加钢支撑加固铁路既有简支桥梁共振响应分析

为了评价桥梁采用后加钢支撑加固后的效果,本文介绍了车桥发生共振的原理,解释了桥梁消振现象的原因;通过有限元分析软件ANSYS及多体动力学软件Universal Mechanism(UM)对桥梁加固前后共振响应进行了分析,计算了桥梁加固前后发生共振时的临界速度,并与理论结果进行了对比。研究结果表明：通过车桥耦合共振分析验证了桥梁竖向共振以及消振时列车临界速度的理论解,而由于引起横向振动的蛇行运动的复杂性,难以求出准确的理论解,但通过车桥耦合分析得到的横向共振的速度在理论的合理范围内;后加钢支撑加固方法只对桥梁横向动力特性有影响,对桥梁的竖向动力特性没有明显影响,也不会改变桥梁的竖向共振特性;列车运行速度较高,列车荷载频率会接近于桥梁的一阶扭转以及二阶横向自振频率而引起桥梁的横向共振,桥梁加固时也应加强桥梁的抗扭刚度;桥梁发生竖向共振时主要是由于列车的竖向加载频率接近或等于其第一阶竖向自振频率;该加固方法成功避免了列车引起的横向共振,可供既有铁路桥梁加固时参考。     

移动荷载作用下大跨度铁路斜拉桥纵向共振机理

列车荷载作用下铁路斜拉桥将在不同方向上发生振动,列车竖向荷载作用下导致的主梁纵向振动将影响道床稳定性和伸缩装置的使用,甚至影响行车安全性和舒适性。采用等效纵向荷载研究移动荷载作用下斜拉桥纵向振动机理,推导纵向共振速度估算公式。以一大跨度铁路斜拉桥为实例,分析了不同速度的移动荷载作用下结构动力响应。结果表明,当移动荷载速度与估算纵向共振速度接近时,移动荷载通过桥梁时的纵向加载频率与桥梁一阶纵向振动频率接近,斜拉桥发生纵向共振现象,主梁和桥塔动力响应显著增大。     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。     

包西铁路128m钢管混凝土系杆拱动力性能分析

以200km／h时速客货共线128m钢管混凝土拱为研究对象,采用空间有限元分析模型,计算了桥梁的自振特性,详细探讨了横撑刚度和拱肋截面形式对桥梁自振特性的影响,评价了桥梁的动力性能和列车运行的安全性与舒适性。     

侧风作用下静动态车-桥系统气动特性数值模拟研究

我国现阶段正处于轨道交通建设的高峰时期,线路中桥梁占有相当大的比重,车辆在桥梁上运行时构成车-桥系统共同承受侧向风的作用,车辆和桥梁间存在着显著的相互气动影响。基于数值模拟方法,对侧向风作用下车-桥体系的空气绕流场进行静动态模拟分析,将静态数值模拟气动力系数与风洞试验结果进行对比,基于动态气动统流特性,提出将桥面上方流场分为6个特征区域,并进一步分析风速和车速对车-桥系统气动特性的影响。分析表明,体系绕流状态具有三维特性,气动力随着车速和风速变化显著。研究结论对车-桥系统绕流及静动态气动荷载的确定具有一定的参考价值。     

李萨如曲线拱肋的斜拉飞燕拱人行景观桥设计

针对超大跨径的曲线形人行景观桥的需求,提出一种双幅曲线形桥面的李萨如曲线拱肋飞燕式斜拉拱桥,其平面正投影为李萨如曲线图形,拱肋侧立面为飞燕式斜拉拱造型,钢管混凝土飞燕式斜拉拱肋上安装下部拱脚拉索和拱肋间上部空间缆索,形成自平衡结构体系,浮运拖拉过河,安装主拱吊索和尾部斜拉缆索,悬吊双幅曲线形桥面和中央圆环形观光平台,多...     

Static analysis of cable-stayed bridge with CFT arch ribs

A new type of cable supported bridge, cable-stayed CFT arch bridge, was proposed and its static strength was studied in this paper. Arch ribs consist of concrete filled steel tubes (CFT). CFTs have high resistance against bending moments and compressive axial forces and are ideal as arch ribs. A cable-stayed CFT arch bridge with a main-span of 300 m was designed and the safety of its structural members was checked by the limit state design method. Large deformation analysis was used to obtain sectional forces. The CFT arch ribs and the steel box girders and towers of the designed bridge satisfied the required safety criteria for ultimate design loads. The applied loads were further increased until the bridge collapsed when the arch ribs buckled. The amount of steel required for the cable-stayed CFT arch bridge was significantly lower than that for the cable-stayed bridge. It has been found that the proposed cable-stayed CFT arch bridge is feasible and potentially economical.     

桥墩沉降下纵连板式轨道与桥面间动态#br# 接触行为及其对列车动态特性的影响

桥墩沉降在高速铁路运营过程中不可避免,其会导致纵连板式轨道与桥面之间的变形不协调,进而引起底座与桥面之间的动态接触行为,恶化轨道力学性能并最终影响列车正常运行。这对这一问题,文章首先研究该动态接触过程的产生机制,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论提出纵连板式轨道和桥面间动态接触行为的研究方法;借助该方法从静态与动态两个角度研究桥墩沉降下轨道-桥梁动态接触行为;在此基础上探讨列车通过时的动态特性。结果表明：桥墩沉降和列车荷载会导致底座与桥面出现三处明显的动态接触区域;桥墩沉降导致的相邻桥墩处梁体上拱位移远小于沉降桥墩处的梁体下沉,但是沉降对上拱区域力学特性的影响却不可忽略;轨道的纵向连接特性可以在一定程度上缓解高速列车通过沉降区域时的振动;轨道随机不平顺不能完全掩盖桥墩沉降对系统动态特性的影响,表明沉降对系统的影响是不可忽视的。