公軌兩用高低塔斜拉橋風(fēng)—車—橋耦合振動(dòng)研究.pdf

1、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)是一種在風(fēng)荷載作用下容易發(fā)生變形以及振動(dòng)的柔性結(jié)構(gòu)。在大跨度橋梁設(shè)計(jì)中，除了必須滿足橋梁結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性等方面要求外，還應(yīng)該確保車橋耦合系統(tǒng)在某一量級(jí)的脈動(dòng)風(fēng)作用下列車過橋滿足安全性以及舒適性要求。本文研究工作是國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下高速鐵路車-橋系統(tǒng)氣動(dòng)特性和抗傾覆性能風(fēng)洞試驗(yàn)研究(51178471)”的主要內(nèi)容之一，結(jié)合紅巖村公軌兩用高低塔斜拉橋(跨徑布置為90+135+375+120m)為研究

2、對(duì)象，進(jìn)行了側(cè)向風(fēng)荷載作用下的列車—斜拉橋耦合振動(dòng)分析，并完成了以下工作:
　　1.基于彈性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)勢能不變值原理及形成矩陣的“對(duì)號(hào)入座”法則，建立了車輛的空間振動(dòng)分析模型、風(fēng)—車—橋耦合振動(dòng)方程以及公軌兩用高低塔斜拉橋全橋有限元?jiǎng)恿W(xué)分析模型。
　　2.采用由風(fēng)洞試驗(yàn)所測得的橋梁三分力系數(shù)，計(jì)算作用于橋梁與列車上的風(fēng)荷載，將橋上公路荷載經(jīng)折減后等效為均布荷載作用于橋梁，代入到風(fēng)—車—橋耦合振動(dòng)方程分別計(jì)算三種公路荷載工況

3、下列車與橋梁的振動(dòng)響應(yīng)值。
　　3.通過對(duì)不同公路荷載工況以及不同風(fēng)速時(shí)列車與橋梁的振動(dòng)響應(yīng)值進(jìn)行分析得知:(1)側(cè)向風(fēng)荷載對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)響應(yīng)起控制性作用，而對(duì)豎向振動(dòng)響應(yīng)的影響較小;(2)施加公路荷載對(duì)橋梁最大豎向振動(dòng)位移和豎向最大梁端轉(zhuǎn)角的影響較大，而對(duì)最大橫向位移以及橫豎向振動(dòng)加速度無顯著影響，對(duì)車體的振動(dòng)響應(yīng)影響也不明顯;(3)同一風(fēng)速下橋梁的各個(gè)振動(dòng)響應(yīng)隨車速的提升僅有小幅度的波動(dòng)，而車體各個(gè)振動(dòng)響應(yīng)值隨著車速的提