高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究
发布时间：2021-02-13 09:01
以液体粘滞阻尼器为振动控制外部装置,主桥采用欧拉伯努利梁,通过中国和谐号动车组CRH380AL、日本新干线Shinkansen700和欧洲高速列车HSLMA8三种不同类型的高速列车对比,模拟分析了高速列车作用下桥梁结构共振响应的影响因素,以及粘滞阻尼器的阻尼系数与安装位置对桥梁结构振动响应的减振效果。研究结果表明,（1）合理有效地布置列车荷载轴距,可使桥梁结构发生基频共振的列车时速在运营时速之外,避免了桥梁结构发生较大振动峰值响应,即桥梁结构的基频共振;（2）随着粘滞阻尼器阻尼系数的增大,桥梁的加速度峰值在列车不同时速下均在减少,对桥梁振动有着不同程度的减振效果;（3）通过合理安置液体粘滞阻尼器,可有效降低高速列车作用下桥梁结构的共振响应;（4）随着粘滞阻尼器与主梁的连接点位置逐渐远离支座,粘滞阻尼器的减振效果逐渐明显;（5）随着粘滞阻尼器与桥台的连接点位置逐渐靠近支座,粘滞阻尼器的减振效果略有提升,但不明显。
【文章来源】：计算力学学报. 2019,36(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ图３两跨连续梁桥计算模型Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｗｏ－ｓｐａｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｒｉｄｇｅ图４液体粘滞阻尼器装置Ｆｉｇ．４Ｆｌｕｉｄｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｄｅｖｉｃｅ图５桥梁与阻尼器有限元分析模型Ｆｉｇ．５Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｆｏｒｂｒｉｄｇｅａｎｄｄａｍｐｅｒｓ为了研究分析粘滞阻尼器安装位置对桥梁振动控制效果的影响，安装位置变化情况如图６所示。一，固定粘滞阻尼器与桥台连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与主梁连接点；二，固定粘滞阻尼器与主梁连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与桥台连接点；三，粘滞阻尼器与主梁的连接点和粘滞阻尼器与桥台的连接点均以１ｍ为间隔移动。无砟轨道预应力混凝土两跨连续梁采用伯努利欧拉梁模拟，离散成６４个有限元单元（６５个单元节点）。考虑梁单元每个节点有３个自由度（轴图６粘滞阻尼器控制位置Ｆｉｇ．６Ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｓｉｔｉｏｎ向位移、横向挠度和平面内转角），则局部坐标系下，梁单元质量矩阵ｍ′和刚度矩阵ｋ′分别为５８４第４期李锦华，等：高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ图３两跨连续梁桥计算模型Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｗｏ－ｓｐａｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｒｉｄｇｅ图４液体粘滞阻尼器装置Ｆｉｇ．４Ｆｌｕｉｄｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｄｅｖｉｃｅ图５桥梁与阻尼器有限元分析模型Ｆｉｇ．５Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｆｏｒｂｒｉｄｇｅａｎｄｄａｍｐｅｒｓ为了研究分析粘滞阻尼器安装位置对桥梁振动控制效果的影响，安装位置变化情况如图６所示。一，固定粘滞阻尼器与桥台连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与主梁连接点；二，固定粘滞阻尼器与主梁连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与桥台连接点；三，粘滞阻尼器与主梁的连接点和粘滞阻尼器与桥台的连接点均以１ｍ为间隔移动。无砟轨道预应力混凝土两跨连续梁采用伯努利欧拉梁模拟，离散成６４个有限元单元（６５个单元节点）。考虑梁单元每个节点有３个自由度（轴图６粘滞阻尼器控制位置Ｆｉｇ．６Ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｓｉｔｉｏｎ向位移、横向挠度和平面内转角），则局部坐标系下，梁单元质量矩阵ｍ′和刚度矩阵ｋ′分别为５８４第４期李锦华，等：高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]粘滞阻尼器减震结构非线性随机振动的时域显式降维迭代随机模拟法[J]. 苏成,李保木,陈太聪,梁雄,代希华. 计算力学学报. 2016(04)
[2]MTMDs控制高速铁路简支箱梁桥车致振动噪声的研究[J]. 张迅,李小珍,刘全民,张志俊,李亚东. 振动与冲击. 2013(13)
[3]车辆-高架桥耦合系统竖向振动分析车辆轨道新模型[J]. 罗文俊,雷晓燕,练松良. 华东交通大学学报. 2013(02)
[4]大跨度桥梁多模态耦合颤振的TMD控制[J]. 张鸣祥,王建国,汪权. 计算力学学报. 2012(03)
[5]高速列车作用下简支梁车桥耦合振动随机响应分析[J]. 李小珍,朱艳,强士中. 振动与冲击. 2012(04)
[6]高速列车—轨道—桥梁动态相互作用原理及模型[J]. 翟婉明,蔡成标,王开云. 土木工程学报. 2005(11)
[7]基于结构加速度响应控制时不同激励下MTMD性能的比较研究[J]. 李春祥,杜冬. 振动与冲击. 2003(04)
[8]芜湖长江大桥斜拉桥的车桥耦合振动分析[J]. 李小珍,蔡婧,强士中. 铁道学报. 2001(02)
硕士论文
[1]基于MATLAB的车桥耦合动力学分析[D]. 李沣.华中科技大学 2015
本文编号：3032288
【文章来源】：计算力学学报. 2019,36(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ图３两跨连续梁桥计算模型Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｗｏ－ｓｐａｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｒｉｄｇｅ图４液体粘滞阻尼器装置Ｆｉｇ．４Ｆｌｕｉｄｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｄｅｖｉｃｅ图５桥梁与阻尼器有限元分析模型Ｆｉｇ．５Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｆｏｒｂｒｉｄｇｅａｎｄｄａｍｐｅｒｓ为了研究分析粘滞阻尼器安装位置对桥梁振动控制效果的影响，安装位置变化情况如图６所示。一，固定粘滞阻尼器与桥台连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与主梁连接点；二，固定粘滞阻尼器与主梁连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与桥台连接点；三，粘滞阻尼器与主梁的连接点和粘滞阻尼器与桥台的连接点均以１ｍ为间隔移动。无砟轨道预应力混凝土两跨连续梁采用伯努利欧拉梁模拟，离散成６４个有限元单元（６５个单元节点）。考虑梁单元每个节点有３个自由度（轴图６粘滞阻尼器控制位置Ｆｉｇ．６Ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｓｉｔｉｏｎ向位移、横向挠度和平面内转角），则局部坐标系下，梁单元质量矩阵ｍ′和刚度矩阵ｋ′分别为５８４第４期李锦华，等：高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究
图２１／２跨中截面和１／２梁端截面Ｆｉｇ．２１／２ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐａｎｃｅｎｔｒｅａｎｄｂｅａｍｅｎｄ图３两跨连续梁桥计算模型Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｗｏ－ｓｐａｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｅａｍｂｒｉｄｇｅ图４液体粘滞阻尼器装置Ｆｉｇ．４Ｆｌｕｉｄｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｄｅｖｉｃｅ图５桥梁与阻尼器有限元分析模型Ｆｉｇ．５Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｆｏｒｂｒｉｄｇｅａｎｄｄａｍｐｅｒｓ为了研究分析粘滞阻尼器安装位置对桥梁振动控制效果的影响，安装位置变化情况如图６所示。一，固定粘滞阻尼器与桥台连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与主梁连接点；二，固定粘滞阻尼器与主梁连接点，以１ｍ为间隔移动粘滞阻尼器与桥台连接点；三，粘滞阻尼器与主梁的连接点和粘滞阻尼器与桥台的连接点均以１ｍ为间隔移动。无砟轨道预应力混凝土两跨连续梁采用伯努利欧拉梁模拟，离散成６４个有限元单元（６５个单元节点）。考虑梁单元每个节点有３个自由度（轴图６粘滞阻尼器控制位置Ｆｉｇ．６Ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｐｏｓｉｔｉｏｎ向位移、横向挠度和平面内转角），则局部坐标系下，梁单元质量矩阵ｍ′和刚度矩阵ｋ′分别为５８４第４期李锦华，等：高速铁路连续梁桥的共振响应与振动控制研究
【参考文献】：
期刊论文
[1]粘滞阻尼器减震结构非线性随机振动的时域显式降维迭代随机模拟法[J]. 苏成,李保木,陈太聪,梁雄,代希华. 计算力学学报. 2016(04)
[2]MTMDs控制高速铁路简支箱梁桥车致振动噪声的研究[J]. 张迅,李小珍,刘全民,张志俊,李亚东. 振动与冲击. 2013(13)
[3]车辆-高架桥耦合系统竖向振动分析车辆轨道新模型[J]. 罗文俊,雷晓燕,练松良. 华东交通大学学报. 2013(02)
[4]大跨度桥梁多模态耦合颤振的TMD控制[J]. 张鸣祥,王建国,汪权. 计算力学学报. 2012(03)
[5]高速列车作用下简支梁车桥耦合振动随机响应分析[J]. 李小珍,朱艳,强士中. 振动与冲击. 2012(04)
[6]高速列车—轨道—桥梁动态相互作用原理及模型[J]. 翟婉明,蔡成标,王开云. 土木工程学报. 2005(11)
[7]基于结构加速度响应控制时不同激励下MTMD性能的比较研究[J]. 李春祥,杜冬. 振动与冲击. 2003(04)
[8]芜湖长江大桥斜拉桥的车桥耦合振动分析[J]. 李小珍,蔡婧,强士中. 铁道学报. 2001(02)
硕士论文
[1]基于MATLAB的车桥耦合动力学分析[D]. 李沣.华中科技大学 2015
本文编号：3032288
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