横风作用下悬挂单轨车桥系统动力响应研究

摘要

针对悬挂单轨车桥系统这一特殊的车辆−桥梁组合形式受风荷载影响突出的问题,首先,通过风洞试验研究横风作用下悬挂单轨车桥系统的气动特性,并由此得到车桥系统所受的风荷载时程。然后,采用SIMPACK与ANSYS联合仿真的方式,分析横风作用下悬挂单轨车桥系统的动力响应,揭示悬挂单轨车辆和桥梁的动力响应随车速和横风风速的变化规律。最后,以行车安全性和舒适性作为评判标准,给出横风作用下悬挂单轨车桥系统安全运营的临界风速。研究结果表明:在横风作用下,悬挂单轨车桥系统受到的气动力中阻力作用是影响车辆运行的主要因素,实际运行时,需加强车辆和桥梁的横向稳定性;车辆速度增大导致车辆和桥梁的动力响应均有一定程度增大,但总体满足行车安全和平稳性要求;随着横风风速增大,车辆和桥梁的动力响应大幅度增加,尤其以横向动力响应增幅更加显著;当风速达到20 m/s时,车辆动力响应超过限值要求,建议届时采取限速或停运措施。