列车制动和运行下大跨度公铁两用斜拉桥纵向振动分析

发布时间：2019-08-09 12:25

【摘要】：列车运行作用下斜拉桥不仅发生竖向振动,也发生纵向振动;当列车在斜拉桥上制动时,作用于结构上的制动力使其发生纵向振动。以公铁两用斜拉桥为研究背景,根据相关文献计算公式获得列车制动力,分析列车制动作用下斜拉桥动力响应;采用移动荷载模拟列车运行作用,研究列车运行作用下结构动力响应;利用非线性动力时程分析方法,对黏滞阻尼器参数进行敏感性分析,探讨塔梁间设置黏滞阻尼器对列车制动和运行作用下结构动力响应的影响,并与未设置黏滞阻尼器的情况进行比较。结果表明,当斜拉桥塔梁间无纵向连接时,结构响应受列车运行速度影响较大,斜拉桥可能发生纵向共振,结构响应显著增大;塔梁间设置黏滞阻尼器能有效控制列车制动和运行作用下斜拉桥纵向振动响应。
【图文】：

减速度曲线,总体布置图,单位,列车制动

本文以一大跨度公铁两用斜拉桥为研究背景，分析列车制动和运行下结构纵向振动响应，研究黏滞阻尼器对斜拉桥的纵向减振作用。１　工程背景及动力分析模型１．１　工程背景本文将研究一双塔公铁两用斜拉桥，主跨为１　０９２ｍ，边跨分别为４６２ｍ和１４２ｍ，采用双层桥面，上层桥面为公路六车道，下层桥面为四线铁路，总体布置见图１。主塔为钻石形钢筋混凝土桥塔，塔高３２５ｍ；斜拉索为三索面扇形布置；主梁采用桁架结构，桁高１６ｍ，桁宽３５ｍ；基础采用沉井基础。列车在桥梁上运行时，轮轨间水平纵向力将通过摩擦作用传递到桥梁上，当列车制动或启动时，此水平力较大。本文将研究ＣＲＨ２动车组高速列车制动引起的制动力及桥梁结构动力响应。ＣＲＨ２动车组高速列车采用电空联合作用方式，一般通过微机精确控制，按照预定的减速度给定列车制动力完成制动，列车制动方式包括１７级和快速制动［１１－１２］，列车制动减速度曲线见图３。

模型图,结构动力分析,模型,列车制动

许多学者对列车制动下桥梁动力响应问题进行了研究，Ｆｒｙｂａ［１］指出当列车匀速通过简支梁桥时，轮轨间传递到桥上的纵向水平力较小，当列车制动或启动时，此水平力较大。秦顺全［２－３］等研究了一公铁两用斜拉桥在列车制动作用下的动力响应，并提出采用ＭＲ阻尼器控制斜拉桥主梁纵向振动；Ｙａｎｇ［４］等研究了大跨度飘浮体系桥梁在列车制动作用下结构动力响应，梁以质量形式施加到主梁上，并考虑恒载引起的Ｐ－Δ效应。斜拉索采用桁架单元模拟，考虑恒载引起的垂度效应和Ｐ－Δ效应，，垂度效应采用Ｅｒｎｓｔ公式修正弹性模量。桥塔和桥墩均采用沉井基础，其刚度较大，故桥墩和桥塔底均视为固结，未考虑基础和土相互作用。结构动力分析模型见图２。９１第３期吕龙等：列车制动和运行下大跨度公铁两用斜拉桥纵向振动分析　
【作者单位】：同济大学土木工程防灾国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB036302)
【分类号】：U441.3

【参考文献】