超大跨度公轨两用斜拉桥风—车—桥耦合振动研究

摘要

超大跨度斜拉桥作为与悬索桥最具竞争力的桥型，在千米级跨径上越来越受到工程界的青睐，但是随着结构的创新和跨径的增大，各种不确定性因素也显著增加。本文以国家自然科学基金项目“强风环境下高速铁路车-桥系统气动特性和抗倾覆性能风洞试验研究(51178471)”内容为主线，以主跨1092m沪通铁路长江大桥为工程背景，完成了风荷载作用下的大跨度斜拉桥与列车的耦合振动计算分析，主要工作及成果有:
　　1.综述了大跨度斜拉桥的发展历程，讨论了国内外铁路桥梁动力问题及列车走行性的研究进展，阐述了超大跨度斜拉桥风-车-桥耦合振动研究的必要性。
　　2.针对超大跨度斜拉桥的结构特点，以沪通铁路长江大桥为工程背景，建立了风-车-桥时变系统空间振动精细化仿真模型。
　　3.对无风状况下的多线行车方案进行计算与分析，结果表明:列车运行时，主梁跨中最大横、竖向动位移满足刚度要求，各行车方案均具有良好的动力特性及列车走行性。
　　4.对强风作用下的耦合系统进行计算与分析，得出了满足列车运行管制规程要求的风速-车速关系曲线，为超大跨度斜拉桥的运营管制提供了理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 斜拉桥概述与发展

1．1．1 斜拉桥的概述

1．1．2 超大跨度斜拉桥的发展及公轨斜拉桥简介

1．2 车-桥振动研究简介

1．2．1 国外车-桥振动研究概况

1．2．2 国内车-桥振动研究概况

1．2．3 风-车-桥耦合振动体系研究概况

1．3 研究背景及主要研究内容

1．3．1 选题工程背景及研究意义

1．3．2 主要研究内容

第二章 风-车-桥动力分析理论及评价标准

2．1 机车车辆理论模型

2．1．1 基本假定

2．1．2 位移参数的确定

2．1．3 动方程的建立

2．2 桥梁理论模型

2．2．1 基本单元模型

2．2．2 阻尼矩阵的建立

2．3 脉动风场的模拟原理

2．4 风-车-桥耦合振动方程的建立和求解

2．5 列车运行安全与舒适性评定标准

2．5．1 列车运行的安全性指标

2．5．2 列车运行舒适性标准

2．5．3 桥梁动力响应标准

2．6 本章小结

第三章 沪通大桥有限元模型建立及动力特征值分析

3．1 沪通大桥工程概况

3．2 全桥有限元模型的建立

3．3 沪通大桥自振特性分析

3．4 本章小结

第四章 风-车-桥耦合振动计算与分析

4．1 引言

4．2 气动三分力系数的选取

4．2．1 列车三分力系数的选取

4．2．2 桥梁三分力系数的选取

4．3 轨道不平顺

4．4 风-车-桥系统空间耦合振动动力响应计算与分析

4．4．1 耦合系统桥梁响应分析

4．4．2 耦合系统列车响应分析

4．5 多线行车工况分析

4．5．1 各计算工况简介

4．5．2 各工况耦合计算响应值

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士期间参于科研情况

致谢