DYNAMIC FACTOR OF BRIDGES SUBJECTED TO LINEAR INDUCTION MOTOR TRAIN LOAD

摘要

The linear induction motor (LIM) has been used in urban rail transit systems in China and other parts of the world. However, specialized specifications for design or assessment of bridges in urban rail transit systems have not yet been established. The electromagnetic force of LIM complicates vehicle-bridge interaction. In this paper, a typical bridge on the Guangzhou metro line 4 is evaluated both experimentally and theoretically to determine vehicle-bridge interaction characteristics. The LIM vehicle is represented by a model of secondary suspension with 6 degrees of freedom, and the bridge is modeled using standard beam elements. The coupled motion equation is formulated using the principle of total potential energy with stationary value in an elastic system and solved by using the Newmark-p method. Field dynamical tests were also performed on the bridge. The calculated and experimental vertical displacement time-histories for LIM trains crossing the bridge were obtained and dynamic factors were developed. A formula for determination of the dynamic factor, which can provide an engineering basis for design and evaluation of bridges in urban rail transit system, is proposed.%Lineāri asinhronais dzinējs (LIM) tiek izmantots pilsētu dzelzceļa tranzīta sistēmā Ķīnā un citās pasaules daļās. Tomēr, vēl nav izveidotas specializētas specifikācijas šādu dzelzceļa tiltu pārbaudēm un projektēšanai dzelzceļa tranzīta tīklā pilsētās. Elektromagnētiskais spēks no LIM veido sarežģītu transporta līdzekļa-tilta mijiedarbību. Šajā pētījumā tiek apskatīts tipisks šāda veida tilts uz Guangzhou metro līnijas. Tilts tiek pārbaudīts gan eksperimentālā veidā, gan arī ar aprēķina modeli un tiek noteikti transporta līdzekļa - tilta mijiedarbības raksturlielumi. Izmantotais aprēķina transporta līdzeklis ar LIM tiek attēlots kā modelis, kas sastāv no sekundārā saspri-eguma ar 6 brīvības pakāpēm. Tilts tiek modelēts, izmantojot visparastākos siju elementus. Apvienotais kustības vienādojums ir izteikts, izmantojot pilnās potenciālās enerģijas principu, ar nemainīgu elastīgās sistēmas vērtību un atrisināts, izmantojot Newmark-ļJ metodi. Tiltam tika veiktas arī dinamiskās pārbaudes dabā. Eksperimentāli, LIM vilcieniem šķērsojot tiltu, tika iegūti tilta vertikālie pārvietojumi un salīdzināti ar aprēķinātajiem, pēc tam tika aprēķināti dinamiskie koeficienti. Pētījuma rezultātā tiek noteikta dinamiskā koeficienta aprēķina formula, kas rada zinātnisku pamatu LIM dzelzceļa tiltu aprēķinam un novērtējumam pilsētu dzelzceļa tranzīta sistēmā.