泥石流冲击作用下车-线-桥系统的动力响应及高速列车运行安全研究

发布时间：2024-05-12 22:28

　　随着高速铁路的日益普及,不少新建的高铁线路需要通过山区甚至泥石流易发区。常见的中等强度的泥石流可能对高速列车在桥上的运行安全造成严重威胁。在此背景下,本文研究了泥石流冲击作用下车-线-桥系统的动力响应及高速列车运行安全。首先,归纳并总结了泥石流冲击荷载幅值和荷载时程的研究现状。对于泥石流中大块石冲击荷载,以成兰铁路核桃沟大桥为案例,进行了大块石冲击荷载的数值模拟计算。在此基础上,提出了一个较为完善的泥石流冲击荷载的时域模型。另一方面,基于列车-轨道-桥梁耦合理论,将泥石流荷载作为外部荷载激励,建立了泥石流冲击作用下车-线-桥耦合模型,开发了相应的仿真分析程序。而后,借助仿真分析程序针对算例桥梁的动力性能和行车安全进行了仿真计算。进一步地,分析了荷载冲击时刻、浆体冲击力、大块石冲击力、车速、基础刚度以及轨道不平顺谱等参数对系统响应及高速列车运行安全指标的影响规律。得到主要结论如下:(1)泥石流冲击荷载应分为浆体荷载及大块石荷载两部分。浆体荷载时程曲线为较平缓的矩形,大块石荷载时程曲线为短脉冲三角峰。(2)泥石流冲击荷载会使桥梁梁体以及钢轨产生较大的横向响应。由泥石流冲击荷载产生的桥梁的横...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 泥石流冲击荷载的研究现状
        1.2.1 荷载幅值
        1.2.2 荷载时程
    1.3 车-线-桥耦合振动的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 泥石流冲击荷载的简化模型
    2.1 荷载幅值的现有公式
        2.1.1 浆体
        2.1.2 大块石
        2.1.3 评述
    2.2 基于LS-DYNA的大块石冲击荷载模拟
        2.2.1 算例简介
        2.2.2 计算参数
        2.2.3 模型验证
        2.2.4 冲击过程分析
        2.2.5 参数分析
    2.3 本文提出的简化模型
    2.4 本章小结
第3章 泥石流冲击作用下的车-线-桥耦合动力模型
    3.1 车-线-桥耦合振动模型
        3.1.1 车辆模型
        3.1.2 轨道模型
        3.1.3 桥梁模型
    3.2 相互作用关系
        3.2.1 轮轨相互作用
        3.2.2 桥轨相互作用
    3.3 泥石流荷载边界条件
    3.4 程序编制
    3.5 本章小结
第4章 泥石流作用下的车-线-桥系统的动力响应分析
    4.1 工程概况
        4.1.1 桥梁信息
        4.1.2 泥石流冲击荷载
    4.2 桥上无车时的动力分析
        4.2.1 轨道-桥梁耦合模型
        4.2.2 自振特性分析
        4.2.3 计算结果
    4.3 桥上有车时的动力分析
        4.3.1 车辆信息
        4.3.2 轨道不平顺谱
        4.3.3 桥梁动力响应
        4.3.4 行车安全分析
    4.4 本章小结
第5章 泥石流作用下的行车安全性分析
    5.1 最不利冲击时刻的确定
    5.2 冲击荷载-车速的联合影响
    5.3 桥墩基础刚度的影响
        5.3.1 桥上无车
        5.3.2 桥上有车
    5.4 轨道不平顺谱的影响
        5.4.1 轨道不平顺谱的模拟方法
        5.4.2 行车安全性对比
    5.5 本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3971986