基于子集模拟法的高速铁路桥梁动力可靠性研究
发布时间：2021-07-01 14:26
随着我国铁路桥梁建设的飞速发展,桥梁作为公路交通枢纽而扮演着越来越重要的角色。目前对于列车-轨道-桥梁系统的研究主要集中于列车上,对于轨道桥梁系统可靠性的研究较少,在引入时变效应之后,对于轨道桥梁时变可靠性的研究更为匮乏。基于以上现状,本文的研究主要包含了以下工作:1.本文通过ANSYS软件APDL建立了预应力箱梁的车桥系统动力学分析模型,考虑材料的随机性,建立了轨道桥梁及荷载模型,编制了子集模拟法算法程序。2.对比分析桥梁在一般情况下,即单排列车通过预应力箱型桥梁的动力响应,研究列车行驶速度对桥梁跨中竖向挠度的影响,并通过子集模拟法计算了不同速度下的失效概率;对比研究了混凝土弹性模量、钢筋弹性模量对桥梁跨中竖向挠度的影响。3.考虑桥梁在不利情况下,即双排列车通过预应力箱型桥梁时的动力响应,研究了列车速度、混凝土参数和钢筋参数对桥梁失效概率的影响,并采用子集模拟法分别计算了桥梁在不同参数情况下的失效概率;4.在长期服役条件下,分析对比桥梁混凝土性能和预应力损失的发展情况,并采用子集模拟法计算了桥梁在不同服役年数时的时变可靠性;研究了混凝土性能和钢筋性能的离散性对桥梁时变可靠性的影响。通...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??１．４．２可行性分析??目前关于建立一个轨道桥梁模型并考虑列车荷载的相互耦合相互影响的有限元模型，??并对其进行确定性的分析，在国内外己有一定的研究成果，本文是对其的拓展和深化
普遍采用多跨简支梁桥的形式。在桥面上部，目前普遍采用无碴板式轨道。列车产生的动??载荷引起轨道和下轨道板的振动，然后通过水泥沥青砂浆调节层传递到钢筋混凝土桥梁，??贯穿轨道板和桥面。在图２－１中示出了在车轮运动下简支梁高速铁路桥的示意图：??丨１?－Ｈ?厂???ｎ?ｎ?＾臟??＼?ｉ?ｍ?ａｍ?ｉ?ａ?无砟轨道板??图２－１无砟板式轨道桥梁模型图??２．１．１轨道模型的建立??结合钢轨的边界条件之后，将钢轨模型简化为有限长的简支梁模型。考虑到钢轨截面??面积较小且左右对称，所以从实际角度考虑，可以认为钢轨截面的扭转中心和形心重合，??不发生翘曲变形。所以，钢轨在车辆荷载作用下的垂向、横向和扭转振动可以表示为［６１］：??ＥｒｊＪ－＾＾＋ｐＡ＾＾＝４ＬＦｒｖｉ（〇＾（＾－＾）＾ｙｔ）Ｓ（ｘ－Ｘｐｉ）?（２．，）??
ＪＣＦｉ和ＪＣＰｌ依次表示的是在钢轨上的第／个支点的Ｘ轴坐标和第ｙ个轮对的Ｘ轴坐标。??本文采用双块式无砟轨道，其主要是由钢轨、扣件、凸型挡台、砂浆垫层、轨道板等??组成，其具体组成形式见图２－２。?????扣＂色化．??：?：、ＣＡ＃￥??凸增挡台??图２－２板式无砟轨道结构组成??在进行动力分析时，左右两道钢轨都看作是离散弹性点支撑基础上的无限长的Ｅｕｌｅｒ??梁。由于本文采用每个节点具有六个自由度的三维弹性梁单元ｂｅａｍ４梁单元模拟钢轨，无??砟轨道动力分析模型的侧视图和端视图如图２－３、图２－４所示。??钢轨??／＾ｏｉｏｏｃｘｘｘｘ＾ｏｏｏｏＫｘｘｉｘｘｘｘｘｘｘｋｘｘｘｘＫｘｉｙｘｘｘｘｘｘｉＫｘｘｘｘｘｘＪｏｏｏｏｏｏｏ＾ｘＸｘＸｘ＾Ｓｉｃ＾??图２－３无砟轨道模型侧视图??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于矩法的CRTSⅡ型轨道板横向抗弯承载力时变可靠度研究[J]. 邹红,卢朝辉,余志武. 铁道学报. 2018(10)
[2]既有预应力混凝土桥梁结构承载能力时变可靠度研究[J]. 杜斌,江刚,向天宇. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]基于三角级数法合成多维多点非平稳地震动[J]. 周刘茜,郑史雄,陈航. 四川建筑. 2018(01)
[4]考虑管养策略的混凝土桥梁时变可靠度分析[J]. 李文杰,高全明,张旭,侯天宇. 公路. 2017(03)
[5]简支梁在列车荷载下的共振与消振效应[J]. 李慧乐,夏禾,郭薇薇. 振动工程学报. 2014(02)
[6]基于子集模拟的边坡可靠度分析方法研究[J]. 曹子君,王宇,区兆驹. 地下空间与工程学报. 2013(02)
[7]地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及列车走行安全研究[J]. 陈令坤,蒋丽忠. 中国铁道科学. 2013(01)
[8]地震空间变异性对车桥系统响应的影响分析[J]. 杜宪亭,夏禾. 工程力学. 2012(09)
[9]含相关非正态变量边坡可靠度分析的子集模拟方法[J]. 张曼,唐小松,李典庆. 武汉大学学报(工学版). 2012(01)
[10]基于子集模拟法非能动系统功能故障概率评估[J]. 王冬青,王宝生,姜晶,张建民. 原子能科学技术. 2012(01)
博士论文
[1]基于车桥耦合振动的桥梁动应力分析及疲劳性能评估[D]. 李慧乐.北京交通大学 2016
[2]车—线—桥耦合系统及车—桥随机振动[D]. 晋智斌.西南交通大学 2007
[3]高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D]. 蔡成标.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于子集模拟法的RC框架整体抗震可靠度分析[D]. 张梓.哈尔滨工业大学 2018
[2]长大桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道断板影响与可靠性研究[D]. 梁淑娟.北京交通大学 2017
[3]基于子集模拟法及其改进方法的隧道衬砌可靠度研究[D]. 秦晓鹏.北京交通大学 2015
[4]连续梁桥车桥系统随机地震响应概率分布及动力可靠度研究[D]. 祁锦冀.西南交通大学 2015
[5]铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度研究[D]. 周慧芳.大连理工大学 2013
[6]基于子集模拟法的结构动力可靠度研究[D]. 张加兴.华南理工大学 2012
[7]子集模拟在边坡可靠性分析中的应用[D]. 曹子君.西南交通大学 2009
本文编号：3259307
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１技术路线图??１．４．２可行性分析??目前关于建立一个轨道桥梁模型并考虑列车荷载的相互耦合相互影响的有限元模型，??并对其进行确定性的分析，在国内外己有一定的研究成果，本文是对其的拓展和深化
普遍采用多跨简支梁桥的形式。在桥面上部，目前普遍采用无碴板式轨道。列车产生的动??载荷引起轨道和下轨道板的振动，然后通过水泥沥青砂浆调节层传递到钢筋混凝土桥梁，??贯穿轨道板和桥面。在图２－１中示出了在车轮运动下简支梁高速铁路桥的示意图：??丨１?－Ｈ?厂???ｎ?ｎ?＾臟??＼?ｉ?ｍ?ａｍ?ｉ?ａ?无砟轨道板??图２－１无砟板式轨道桥梁模型图??２．１．１轨道模型的建立??结合钢轨的边界条件之后，将钢轨模型简化为有限长的简支梁模型。考虑到钢轨截面??面积较小且左右对称，所以从实际角度考虑，可以认为钢轨截面的扭转中心和形心重合，??不发生翘曲变形。所以，钢轨在车辆荷载作用下的垂向、横向和扭转振动可以表示为［６１］：??ＥｒｊＪ－＾＾＋ｐＡ＾＾＝４ＬＦｒｖｉ（〇＾（＾－＾）＾ｙｔ）Ｓ（ｘ－Ｘｐｉ）?（２．，）??
ＪＣＦｉ和ＪＣＰｌ依次表示的是在钢轨上的第／个支点的Ｘ轴坐标和第ｙ个轮对的Ｘ轴坐标。??本文采用双块式无砟轨道，其主要是由钢轨、扣件、凸型挡台、砂浆垫层、轨道板等??组成，其具体组成形式见图２－２。?????扣＂色化．??：?：、ＣＡ＃￥??凸增挡台??图２－２板式无砟轨道结构组成??在进行动力分析时，左右两道钢轨都看作是离散弹性点支撑基础上的无限长的Ｅｕｌｅｒ??梁。由于本文采用每个节点具有六个自由度的三维弹性梁单元ｂｅａｍ４梁单元模拟钢轨，无??砟轨道动力分析模型的侧视图和端视图如图２－３、图２－４所示。??钢轨??／＾ｏｉｏｏｃｘｘｘｘ＾ｏｏｏｏＫｘｘｉｘｘｘｘｘｘｘｋｘｘｘｘＫｘｉｙｘｘｘｘｘｘｉＫｘｘｘｘｘｘＪｏｏｏｏｏｏｏ＾ｘＸｘＸｘ＾Ｓｉｃ＾??图２－３无砟轨道模型侧视图??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于矩法的CRTSⅡ型轨道板横向抗弯承载力时变可靠度研究[J]. 邹红,卢朝辉,余志武. 铁道学报. 2018(10)
[2]既有预应力混凝土桥梁结构承载能力时变可靠度研究[J]. 杜斌,江刚,向天宇. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]基于三角级数法合成多维多点非平稳地震动[J]. 周刘茜,郑史雄,陈航. 四川建筑. 2018(01)
[4]考虑管养策略的混凝土桥梁时变可靠度分析[J]. 李文杰,高全明,张旭,侯天宇. 公路. 2017(03)
[5]简支梁在列车荷载下的共振与消振效应[J]. 李慧乐,夏禾,郭薇薇. 振动工程学报. 2014(02)
[6]基于子集模拟的边坡可靠度分析方法研究[J]. 曹子君,王宇,区兆驹. 地下空间与工程学报. 2013(02)
[7]地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及列车走行安全研究[J]. 陈令坤,蒋丽忠. 中国铁道科学. 2013(01)
[8]地震空间变异性对车桥系统响应的影响分析[J]. 杜宪亭,夏禾. 工程力学. 2012(09)
[9]含相关非正态变量边坡可靠度分析的子集模拟方法[J]. 张曼,唐小松,李典庆. 武汉大学学报(工学版). 2012(01)
[10]基于子集模拟法非能动系统功能故障概率评估[J]. 王冬青,王宝生,姜晶,张建民. 原子能科学技术. 2012(01)
博士论文
[1]基于车桥耦合振动的桥梁动应力分析及疲劳性能评估[D]. 李慧乐.北京交通大学 2016
[2]车—线—桥耦合系统及车—桥随机振动[D]. 晋智斌.西南交通大学 2007
[3]高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D]. 蔡成标.西南交通大学 2004
硕士论文
[1]基于子集模拟法的RC框架整体抗震可靠度分析[D]. 张梓.哈尔滨工业大学 2018
[2]长大桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道断板影响与可靠性研究[D]. 梁淑娟.北京交通大学 2017
[3]基于子集模拟法及其改进方法的隧道衬砌可靠度研究[D]. 秦晓鹏.北京交通大学 2015
[4]连续梁桥车桥系统随机地震响应概率分布及动力可靠度研究[D]. 祁锦冀.西南交通大学 2015
[5]铁路桥梁钢筋混凝土结构可靠度研究[D]. 周慧芳.大连理工大学 2013
[6]基于子集模拟法的结构动力可靠度研究[D]. 张加兴.华南理工大学 2012
[7]子集模拟在边坡可靠性分析中的应用[D]. 曹子君.西南交通大学 2009
本文编号：3259307
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3259307.html
