下承式铁路桁架桥桥面系车致振动研究
本文选题:桥面系 切入点:桁架桥 出处:《广西科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,随着火车不断提速、车辆载重不断加大以及高速列车的诞生和迅速发展,列车与轨道及桥梁的动力相互作用变得更为复杂,对桥面系的考虑也应更加周全,要求也应更加严格。传统的静力与准静力设计方法在当今科技高速发展的时代,其适用性已满足不了现代桥梁结构实际应用的需求,因此,须参照现代动力学理论及先进技术对既有铁路桁架桥桥面系进行优化设计与安全评估,以满足现代科技水平的设计要求。本文简略回顾国内外铁路桁架桥技术发展及列车-轨道-桥梁动力学研究史。在已有列车-轨道-桥梁动力相互作用研究现状的基础上,针对既有主干铁路桥梁的振动问题,提出了将车辆、轨道以及桥面系作为一个系统,以车辆、轨道、桥面系的动力学方法为基础,借助轮轨及轨桥关系为整个系统的联系纽带,研究列车-轨道-桥面系系统的空间动力特性。本文建立了列车-枕式轨道-桥面系系统模型以及车辆、轨道以及桥面系的运动方程,选用Newmark-β逐步积分法对车辆-枕式轨道-桥面系系统空间振动方程进行了求解。对无碴轨道的运动方程进行了分析,采用Ritz法将轨道的偏微分方程转为常微分方程,求出了在谐振力激励下轨道的稳态振动解。同时以轨道的不平顺及轮对蛇行运动作为激励源,用频域功率谱等效法对铁路低干扰功率谱进行数值计算。以京沪线淮河铁路大桥为工程算例,对其进行了简支梁桁架桥桥面系的行车振动分析,研究了列车-轨道-桥面系系统动力响应在不同车速及一些不平顺等级下的变化规律,计算了车辆、轨道、桥面系等有关的振动响应,初步探讨了它们之间的关系,得出了相关结论。
[Abstract]:In recent years, with the increasing speed of trains, the increasing load of vehicles and the birth and rapid development of high-speed trains, the dynamic interaction of trains with track and bridge becomes more complicated, and the consideration of bridge deck system should be more comprehensive. The traditional static and quasi-static design methods can not meet the needs of the practical application of modern bridge structures in the era of rapid development of science and technology. The optimization design and safety evaluation of existing railway truss bridge deck system should be carried out with reference to modern dynamic theory and advanced technology. In order to meet the design requirements of modern science and technology, this paper briefly reviews the development of railway truss bridge technology and the history of train-track bridge dynamics research at home and abroad. In view of the vibration problem of existing trunk railway bridges, this paper puts forward that the vehicle, track and bridge deck system should be regarded as a system, based on the dynamic method of vehicle, track and bridge deck system, and the wheel-rail and rail bridge relations are the link of the whole system. This paper studies the spatial dynamic characteristics of the train track bridge deck system. In this paper, the model of the train pillow track bridge deck system and the equations of motion of the vehicle, track and bridge deck system are established. The Newmark- 尾 integration method is used to solve the spatial vibration equation of vehicle-pillows track bridge deck system. The motion equation of ballastless track is analyzed, and the partial differential equation of track is transformed into ordinary differential equation by Ritz method. The steady-state vibration solution of the orbit under the excitation of resonant force is obtained. At the same time, the irregularity of the track and the snake motion of the wheelset are used as the excitation source. The frequency domain power spectrum equivalent method is used to numerically calculate the low interference power spectrum of the railway. Taking the Huaihe Railway Bridge on the Beijing-Shanghai Line as an engineering example, the driving vibration of the deck system of the simply supported girder truss bridge is analyzed. The dynamic response of train track bridge deck system under different speed and some irregularity grade is studied. The vibration response of vehicle, track, bridge deck system and so on are calculated, and the relationship between them is preliminarily discussed. The relevant conclusions are obtained.
【学位授予单位】:广西科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441.3
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,本文编号:1655856
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