大跨连续刚构桥收缩徐变及温度效应对车桥系统耦合振动振动的影响

摘要

随着我国高速铁路事业的蓬勃发展，连续刚构桥凭借其施工简便、跨越能力强、线路平顺性好的优点被大量采用。同时，随着列车运行速度的不断提升，对桥上线路的平顺性也提出了更高要求。但连续刚构桥在收缩徐变及温度荷载的影响下，桥面必然会发生变形，进而影响线路的平顺性，对高速列车运行的安全性、舒适性可能造成不利影响。因此，研究大跨度连续刚构桥收缩徐变与温度效应对车桥系统耦合振动的影响具有重要的现实意义。
　　本文以长沙至昆明客运专线岔河特大桥—(88+168+88)m连续刚构桥为例，基于车-线-桥相互作用理论，建立了车辆、线路和桥梁耦合动力学模型，采用团队自主研发的桥梁结构动力分析软件BDAP V2.0，探讨了因收缩徐变及温度荷载作用下产生的桥面变形对车-线-桥耦合系统动力响应的影响规律，到以下结论:
　　(1)考虑混凝土收缩徐变、温度效应引起的桥面变形的影响后，桥梁结构的位移、加速度响应变化很小，车辆的轮重减载率、竖向加速度、竖向Sperling指标在收缩徐变、温度效应引起桥面竖向变形影响下有不同程度的增大，其增幅与桥面变形值大小相关;
　　(2)考虑最不利收缩徐变与温度效应共同作用时，车辆轮重减载率、竖向加速度、竖向Sperling指标有较为明显的增加，其中，与不考虑收缩徐变及温度效应相比，车辆轮重减载率最大增幅为14.3％，车辆竖向加速度最大增幅为10.7％，说明收缩徐变和温度组合效应对车辆安全性、舒适性均有较为不利的影响;
　　(3)由于本文考虑的混凝土收缩徐变与温度荷载引起的桥面不平顺属于竖向长波不平顺，所以车辆的横向加速度、横向Sperling指标受温度和徐变变形的影响较小，而车辆竖向舒适性指标在其影响下有一定程度的增加，证明了长波不平顺对桥梁车辆运行的舒适性有一定影响。
　　研究成果对高速铁路连续刚构桥的设计和实际运用具有相应的指导和应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．2 混凝土收缩徐变研究现状

1．3 温度效应研究现状

1．4 车桥系统耦合作用研究现状

1．5 本文研究主要内容

第2章 车-线-桥耦合系统振动机理

2．1 车-线-桥耦合振动模型

2．2 车-线-桥耦合振动系统求解

2．3 列车桥梁动力响应评价标准

第3章 收缩徐变及温度效应对桥梁结构的影响

3．1 桥梁有限元模型的建立

3．2 收缩徐变对桥梁结构的影响

3．2．1 收缩徐变预测模型介绍

3．2．2 收缩徐变引起的桥面变形计算

3．3 温度效应对桥梁结构的影响

3．3．1 国内外规范对温度梯度的介绍

3．3．2 温度荷载引起的桥面变形计算

3．4 本章小结

第4章 大跨度连续刚构桥车-线-桥耦合动力分析

4．1 桥梁动力响应

4．2 车辆动力响应

4．3 本章小结

第5章 收缩徐变及温度效应对车桥耦合动力振动的影响

5．1 收缩徐变对车桥系统动力响应的影响

5．2 温度效应对连续刚构桥车桥耦合动力系统的影响

5．2．1 规范升温对车桥系统动力响应的影响

5．2．2 规范降温对车桥系统动力响应的影响

5．2．3 系统温度对车桥系统动力响应的影响

5．2．4 组合温度对车桥系统动力响应的影响

5．3 收缩徐变及温度组合效应对车桥系统动力响应的影响

5．4 桥面竖向变形对车桥系统动力响应的影响

5．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研项目