徐变及温度效应对中低速磁浮大跨连续梁车桥耦合振动的影响

摘要

伴随着中国经济的飞速发展和城镇化转变的持续推进，城市中可利用的空间变得日益稀缺。低振动、低噪声、低辐射、低成本、良好环境适应性等优点的磁浮列车系统脱颖而出。对比磁浮交通的优点和目前城市交通的需求，可预见磁浮交通系统在未来城市的广阔前景。我国当前积极发展研究磁浮交通技术，北京筹划2010年开建中低速磁浮交通S1号线，长沙也于2015年建成国内第一条自主知识产权的中低速磁浮运营线。本文基于以上背景，开展针对中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动的相关研究。
　　本文以长沙中低速磁浮交通(85+110+85)m连续梁为例，基于磁浮车桥耦合振动理论与相应模型软件，进行磁浮车桥耦合振动的仿真分析，并结合现场相关试验测试进行对比和研究分析。根据国内外规范，对大跨度连续梁因收缩徐变、温度变化产生的桥面变形进行计算和结果分析，研究了收缩徐变与温度变形对大跨连续梁磁浮车桥的耦合振动的影响规律。主要结论如下:
　　(1)基于车辆、桥梁结构动力学，电磁场和相应控制理论，悬浮器控制原理，以悬浮主动控制力为各模块联系的纽带，建立中低速磁浮车桥耦合振动理论模型，依此编制了仿真分析软件IMVB。并针对某试验线20m简支梁进行实车试验，验证该模型及软件可靠。
　　(2)长沙中低速磁浮(85+110+85)m大跨连续梁结构，轨道梁基频及桥梁结构、车辆、悬浮间隙和电磁力等动力响应均满足《长沙磁浮交通工程设计暂行规定》要求，磁浮车辆通过本桥行车安全平稳性满足要求，理论计算结果与现场试验结果吻合良好。
　　(3)考虑混凝土收缩徐变效应影响下，桥梁变形随成桥时间增大而增大;在收缩徐变引起变形下桥梁动力响应、车体动力响应、悬浮架动力响应、电磁力、悬浮间隙均随车速增大而增大，与不考虑收缩徐变影响的变化趋势相吻合。因收缩徐变导致的桥面变形仅对桥梁的竖向动力响应有较小影响，对车辆和悬浮架的竖向动力响应有较大影响。
　　(4)在考虑温度变形下桥梁动力响应、车体动力响应、电磁力、悬浮间隙均随车速增大而增大，与不考虑温度变形影响的变化趋势相吻合。与此同时，国内外规范下温度变形大小不同，动力响应影响变化规律相近。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 磁浮交通系统简介

1．1．1 磁浮轨道交通特点与优势

1．1．2 课题研究目的和意义

1．1．3 国内外磁浮列车发展状况

1．2 混凝土收缩徐变研究现状

1．3 混凝土温度效应研究现状

1．4 磁浮车桥系统耦合作用研究现状

1．5 论文研究的内容和思路

1．5．1 论文研究的内容

1．5．2 论文研究思路

第2章 中低速磁浮列车-桥梁系统竖向耦合振动理论

2．1 磁浮车桥系统耦合振动仿真分析简介

2．1．1 磁浮车辆计算模型

2．1．2 桥梁计算模型

2．1．3 电磁铁系统模型

2．1．4 悬浮控制器模型

2．1．5 悬浮控制器模型仿真值与实测值对比

2．1．6 轨道不平顺

2．1．7 车桥振动方程及其求解

2．1．8 中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动分析程序编制

2．2 车桥动力仿真值与现场试验实测值对比

2．3 磁浮车桥动力动力响应评价指标

2．4 本章小结

第3章 大跨度连续梁桥中低速磁浮车桥动力响应

3．1 (85+110+85)m大跨度连续梁桥现场动载试验简介

3．2 (85+110+85)m大跨度连续梁桥自振特性分析

3．3 磁浮车桥动力响应分析

3．3．1 磁浮车辆竖向响应

3．3．2 磁浮间隙变化

3．3．3 电磁力变化

3．3．4 桥梁竖向动力响应

3．4 长沙大跨连续梁桥磁浮动载试验与理论值对比分析

3．4．1 桥梁动力响应对比

3．4．2 磁浮车辆动力响应对比

3．5 本章小结

第4章 收缩徐变对大跨度连续梁磁浮车桥动力响应影响

4．1 收缩徐变引起的桥面变形计算

4．2 收缩徐变对大跨度连续梁桥磁浮动力响应的影响

4．3 本章小结

第5章 温度效应对大跨度连续梁磁浮车桥动力响应影响

5．1 温度效应引起的桥梁变形

5．2 各类温度变化对桥梁动力响应结果的影响对比分析

5．3 各类温度变化对磁浮车辆动力响应结果的影响对比分析

5．4 各类温度变化对磁浮间隙响应结果的影响对比分析

5．5 各类温度变化对电磁力响应结果的影响对比分析

5．6 本章小结

结论及展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目