钢-混凝土组合梁桥的车桥动力特性分析

发布时间：2020-05-22 06:38

【摘要】：与传统混凝土梁及钢梁相比钢-混凝土组合梁具有优良的结构性能,故而被广泛应用。与此同时自20世纪以来,铁路交通迅速发展,铁路的运输能力以及运营速度均大幅提高,故而钢-混凝土组合梁的动力性能研究愈发重要。基于此本文主要进行如下研究:(1)对钢-混凝土组合梁考虑界面滑移自振特性进行推导分析,得出组合梁在考虑界面滑移情况下的振动方程及其边界条件,并解出其自振频率的解析解,此后通过一个具体算例,使用ANSYS进行建模运算与公式运算进行对比,得出结论:在低阶模态时,公式计算结果与ANSYS运算结果相差很小,公式的准确性得到验证;(2)建立综合考虑组合梁界面滑移与剪力滞效应有限梁单元数值模型,该组合梁模型与欧拉梁模型相比可另外考虑界面滑移、混凝土板剪力滞效应以及钢梁底板剪力滞效应3个自由度,在此模型基础上推导了组合梁的刚度矩阵以及一致质量矩阵;(3)在开发组合梁数值模型的基础上,建立车辆运动方程、桥梁运动方程以及车桥总运动方程,并使用Matlab软件编写车桥程序;(4)利用编写完成的车桥程序对不同列车车速下组合梁竖向动力响应、不同列车车辆数下组合梁竖向动力响应、不同抗剪刚度下组合梁竖向动力响应以及混凝土板不同悬臂长度下组合梁竖向动力响应作出一定的计算。通过以上运算对组合梁的动力特性进行客观的描述与分析,为钢-混凝土组合梁结构设计以及列车运营速度提供一定的参考。
【图文】：

不能体现出桥梁建设中须遵循的经济性观念。钢－混凝土组合梁因其自重小、逡逑结构承载力高、刚度大、动力性能好、施工方便等优良特性，可以满足在４０？１００ｍ逡逑跨度范围内高速铁路桥梁安全服役的需求。上述四种桥梁结构图如图１－２所示：逡逑（ａ）钢－混凝土组合梁逦（ｂ）混凝土梁逡逑（Ｃ）拱桥逦（ｄ）斜拉桥逡逑图１－２桥梁结构图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑在高速列车和重载列车作用下组合梁桥会产生振动和变形，导致其产生结构逡逑安全性、动力承载力和使用可靠性不足的问题，同时在结构尺寸相同时，组合梁较逡逑现在广泛应用的混凝土梁刚度低，动力指标不易满足。故而组合梁的动力性能研究逡逑愈加重要。目前，我国对钢－混凝土组合梁静力特性的研究已经较为深入，但对其逡逑动力特性，虽然近年来国内外学者发表了大量的文章，但还仍然需要进一步完善。逡逑有鉴于此，本文对钢－混凝土组合梁考虑界面滑移自振特性进行推导分析，进逡逑而建立综合考虑组合梁界面滑移与剪力滞效应的有限元数值模型，，最终在该数值逡逑模型的基础上

逑凝土板不同悬臂长度下组合梁竖向动力响应作出一定的计算分析。逡逑论文研宄流程如图１－３所示：逡逑逦逦邋绪论邋逦逦逡逑逦逦逡逑支组合梁考逦面骨移与剪逡逑自振特性分＿兀数侑逦．丨．ｎ桁逡逑ｆｌｆ
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U441;U270.11

【参考文献】

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本文编号：2675593