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波浪作用下高速列车-轨道-桥梁系统耦合振动研究 被引量：2
1
作者 雷虎军 董盈 +1 位作者 林镇荣 陈希茂 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期54-60,共7页
为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜... 为研究波浪作用对高速铁路跨海桥梁车-轨-桥系统耦合振动的影响,基于线性波浪理论和Morison方程模拟波浪荷载,采用分布力模式输入既有车-轨-桥系统耦合振动分析程序,提出波浪作用下的车-轨-桥系统耦合振动分析方法。以某高速铁路跨海斜拉桥为背景,研究波坡面效应、波浪重现期、车速对车-轨-桥系统动力响应的影响,并评估不同重现期波浪作用下过桥列车的走行性。结果表明:波坡面效应会使作用于不同单桩的波浪荷载初始相位不同,从而导致作用于群桩基础的波浪荷载合力不同;随着波浪重现期的增大,车-轨-桥系统的横向动力响应均增大,而竖向动力响应几乎不变;考虑波浪作用后,列车的行车安全性指标均随车速的增大而增大,波浪荷载会显著降低桥上列车的乘坐舒适性并增加桥上列车的脱轨风险。常遇波浪(10年重现期)和极端波浪(100年重现期)作用下列车的安全车速阈值分别为325 km/h和275 km/h。 展开更多
关键词 高速铁路桥 车-轨-桥系统耦合振动 波浪作用 波坡面效应 波浪重现期 车速 动力响应 行车安全性
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考虑风浪相关性影响的高速列车−轨道−跨海斜拉桥时变系统动力响应分析
2
作者 蔡宝锋 谌启发 +1 位作者 郭文华 段彬鑫 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期598-609,共12页
为研究波浪参数及风浪相关性对跨海高铁桥梁车-轨-桥耦合系统的影响,基于耿贝尔逻辑模型,根据实测风浪同步观测数据建立了平均风速-有效波高联合概率模型,并采用谱解法随机生成可考虑相关性影响的风、浪时程曲线。以某跨海高铁双塔斜拉... 为研究波浪参数及风浪相关性对跨海高铁桥梁车-轨-桥耦合系统的影响,基于耿贝尔逻辑模型,根据实测风浪同步观测数据建立了平均风速-有效波高联合概率模型,并采用谱解法随机生成可考虑相关性影响的风、浪时程曲线。以某跨海高铁双塔斜拉桥为例,基于ANSYS和SIMPACK联合仿真,建立高速列车-轨道-跨海斜拉桥空间振动分析模型,分别开展单独波浪、单独风、相干风浪联合作用下高速列车通过跨海斜拉桥时的空间振动分析,研究有效波高、桥位处水深、风速对车桥动力响应的影响。研究结果表明:波浪作用主要影响列车与桥梁的横向响应,对竖向响应影响较小;波浪作用所致列车和桥梁动力响应随有效波高及桥位处水深增大而增大,且增幅也越来越高;当波高较大时,有效波高是影响车桥系统动力响应的主要因素,当波高较低时,桥位处水深及有效波高对车桥动力响应的影响相当;在波浪作用下,主梁跨中横向位移时程主要包含波浪频率和主梁一阶横弯频率两个频率成分,增大有效波高可使主梁一阶横弯频率成分占比提高;与单独风作用相比,考虑风浪联合作用后,车桥系统动力响应明显增大,在选取风速与波高进行动力响应分析时,应合理考虑风浪相关性。 展开更多
关键词 风浪相关性 随机风浪 跨海桥梁 斜拉桥 车-轨-桥耦合振动
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考虑扣件温频变的车轨桥垂向耦合系统振动能量研究 被引量：5
3
作者 刘林芽 李辉 +2 位作者 秦佳良 左志远 孟宪金 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期161-168,共8页
通过对扣件进行定频变温试验,结合温频等效原理与高阶分数导数FVMP模型建立扣件的温频变动态力学模型,并在车-轨-桥耦合系统中采用新建模型模拟扣件,基于功率流法系统地分析与评价扣件温频变动态力学性能对车轨桥耦合系统振动能量分布... 通过对扣件进行定频变温试验,结合温频等效原理与高阶分数导数FVMP模型建立扣件的温频变动态力学模型,并在车-轨-桥耦合系统中采用新建模型模拟扣件,基于功率流法系统地分析与评价扣件温频变动态力学性能对车轨桥耦合系统振动能量分布与传递的影响。结果表明:考虑扣件动参数频变会使中高频段内的轨道结构振动能量增大,对低频段的轨道结构振动能量影响较小,且对钢轨传递给轨道板的振动能量影响较大,但对桥梁的振动能量传递影响较小;温度的降低会导致轨道结构的振动能量增大,且会增大61 Hz后中高频段内钢轨传递给轨道板的振动能量,但对桥梁的振动能量传递影响较小;扣件温频变对轨道结构振动能量的分布有较大影响,但对于轨下结构的能量传递影响较小。因此,在轨道桥梁耦合求解振动能量时必须要考虑扣件温频变特性,否则将难以精准预测轨道结构振动能量分布特性。 展开更多
关键词 温频变特性 FVMP模型 车-轨-桥耦合振动 功率流 振动能量
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车-轨-桥耦合振动相似试验模型设计与校验 被引量：1
4
作者 罗锟 姜兴 +2 位作者 王鹏生 李琼 陈鹏 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3841-3850,共10页
为探究模型试验法在车-轨-桥耦合振动研究中的有效性,基于π定理准则和量纲分析方法,推导车-轨-桥耦合振动原型结构与模型结构之间的相似关系。以10︰1为几何相似比,计算原型与模型结构之间的相似常数,利用有限元方法校验原型与模型结... 为探究模型试验法在车-轨-桥耦合振动研究中的有效性,基于π定理准则和量纲分析方法,推导车-轨-桥耦合振动原型结构与模型结构之间的相似关系。以10︰1为几何相似比,计算原型与模型结构之间的相似常数,利用有限元方法校验原型与模型结构之间的相似关系。依照弹性力相似律,制作包含车辆-轨道-桥梁结构以及动力加载部分的缩尺模型试验系统,采用试验测试与数值仿真相结合的方法,校验了缩尺轨道箱梁结构的模态振型、模态频率以及模型车移动荷载作用下模型桥的加速度响应在时域与频域范围内的可靠性。研究结果表明:原型结构计算加速度响应值和模型结构计算加速度响应反演值曲线一致,校验了由π定理准则及量纲分析所推导的相似关系的准确性;试验测定轨道-箱梁结构模型振型与数值仿真计算所得振型基本一致,且模态频率误差较小,频率误差最大仅为5.97%。表明基于相似理论设计制作的轨道-箱梁结构缩尺模型能够较好地满足试验要求;试验测试与数值仿真计算的列车移动荷载作用下桥梁加速度响应在时域与频域内结果吻合良好,数值规律基本一致,模型桥动力性能误差在10%以内,表明缩尺模型试验系统能够较为精确地反应时域和频域范围内的车-轨-桥耦合振动特性。本文设计制作的车-轨-桥耦合振动缩尺模型试验系统可靠,可用于复杂工况下的车-轨-桥耦合振动分析。 展开更多
关键词 车-轨-桥耦合振动系统 动力模型 相似律 模型试验 设计与校验
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扣件胶垫温变特性对车辆−轨道−桥梁耦合振动响应的影响研究 被引量：3
5
作者 崔巍涛 刘林芽 +1 位作者 秦佳良 左志远 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2561-2571,共11页
为研究扣件胶垫温变特性对车辆、轨道和桥梁的振动影响规律,以高速铁路WJ-7型扣件胶垫为研究对象,通过其动态力学性能试验得到不同温度下扣件的动参数,然后代入建立的车辆−轨道−桥梁耦合振动时域模型中进行分析。研究结果表明:扣件的动... 为研究扣件胶垫温变特性对车辆、轨道和桥梁的振动影响规律,以高速铁路WJ-7型扣件胶垫为研究对象,通过其动态力学性能试验得到不同温度下扣件的动参数,然后代入建立的车辆−轨道−桥梁耦合振动时域模型中进行分析。研究结果表明:扣件的动刚度和阻尼随温度降低而增大,低温时更为显著。从时域响应来看,当温度降低时,车体加速度和桥梁位移基本无影响,轮轨力、扣件力、轨道板加速度和桥梁加速度增大,钢轨的位移和加速度则减小。从频域响应来看,当温度降低时,轮轨力和扣件力在低频基本无变化,轮轨力主频向高频偏移且峰值增大,扣件力中高频峰值明显增大。钢轨在8~100 Hz范围内振动减弱,在125~315 Hz振动加剧,轨道板在80~400 Hz振动加剧,桥梁在80~250 Hz振动加剧。 展开更多
关键词 扣件胶垫 动参数温变 车-轨-桥耦合振动 动力响应 1/3倍频程
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落石冲击作用下西部山区铁路简支箱梁桥行车安全性研究 被引量：1
6
作者 胥思明 杨浩哲 +3 位作者 勾红叶 王君明 蒲黔辉 李洋 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期112-118,128,共8页
为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律,以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象,建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型;阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征,... 为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律,以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象,建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型;阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征,分析落石冲击作用下桥上行车安全性能,并揭示落石冲击速度、冲击角度、冲击高度和落石直径对行车安全性的影响规律。研究结论如下:(1)落石冲击力的峰值随着落石速度、落石直径的增大而增大,落石冲击高度和冲击角度几乎不影响落石冲击力峰值;(2)落石直径的增大会扩大桥墩结构破坏范围,表现为多个冲击力峰值的出现和冲击力时程的延长;(3)落石冲击速度越快,冲击能量越大,对桥上行车安全影响越大,落石冲击高度越接近墩顶、落石直径越大,列车横向动力响应越大,对桥上行车安全威胁越大;(4)落石冲击角度各工况下列车各项安全评价指标时程曲线变化规律相似,对桥上行车安全影响变化较小;(5)轮重减载率对落石直径和冲击高度十分敏感,轮重减载率在落石直径达到2.5 m时超出规范限值。研究成果可为西部山区铁路桥梁全寿命周期的设计和安全运维提供参考。 展开更多
关键词 铁路桥梁 落石冲击 车-轨-桥耦合振动模型 动力响应 行车安全性
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大跨斜拉桥温度变形下轨道车辆动态特性研究 被引量：3
7
作者 陈兆玮 龙权明 +1 位作者 蒲前华 尚婷 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期137-144,共8页
为研究大跨斜拉桥温度变形对桥上轨道车辆动态特性的影响,基于车辆-轨道耦合动力学理论,采用有限元法和多刚体动力学建立了地铁车辆-轨道-大跨斜拉桥刚柔耦合动力学模型。借助该模型,首先,分析整体升降温情况下大跨斜拉桥的变形规律;然... 为研究大跨斜拉桥温度变形对桥上轨道车辆动态特性的影响,基于车辆-轨道耦合动力学理论,采用有限元法和多刚体动力学建立了地铁车辆-轨道-大跨斜拉桥刚柔耦合动力学模型。借助该模型,首先,分析整体升降温情况下大跨斜拉桥的变形规律;然后,考虑轨道随机不平顺与温度载荷下钢轨变形的综合作用,研究轨道车辆过桥时的动态特性;最后,研究温度载荷和车速对车辆各项动力指标的影响规律。研究结果表明:大跨斜拉桥在温度载荷作用下发生变形,整体表现为升温下挠、降温上拱,且形变量与温度载荷几乎呈线性变化关系;针对研究参数,温度载荷引起的钢轨变形使轮轨垂向力、车辆脱轨系数和轮重减载率分别增大了1.5%、3.1%和5.0%,降温工况下车体垂向加速度减小了2.4%,升温工况下增大了3.7%,车体垂向加速度在升降温情况下的主频主要集中在0~5 Hz,与常温条件下相差很小;脱轨系数和车体垂向加速度受温度载荷影响更大,轮重减载率和轮轨垂向力受速度的影响更为明显。论文结果为后续学者研究温度载荷对大跨斜拉桥上车辆动力响应影响提供一定的参考作用。 展开更多
关键词 车辆工程 车-轨-桥耦合振动 大跨斜拉桥 温度载荷 动态特性
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钢板结合连续梁桥结构噪声分析
8
作者 邢占 黄新博 +1 位作者 陈致远 林玉森 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2024年第1期31-38,共8页
为了探究钢板结合梁桥的振动噪声,建立车-轨-桥耦合动力分析模型,获得了列车与桥梁的动力反应,后将此动力反应作为声学边界条件求解得到了钢板结合梁桥的结构噪声辐射,并对噪声辐射影响参数进行了探究.研究表明,列车过桥时,桥梁的结构... 为了探究钢板结合梁桥的振动噪声,建立车-轨-桥耦合动力分析模型,获得了列车与桥梁的动力反应,后将此动力反应作为声学边界条件求解得到了钢板结合梁桥的结构噪声辐射,并对噪声辐射影响参数进行了探究.研究表明,列车过桥时,桥梁的结构位移呈现出周期性变化,各测点的竖向加速度均大于横向加速度;全桥结构噪声表现为全频段内均有衰减,高频区段衰减速率较低频段快;当车速提高时,各场点的总体声压级逐渐变大,车速从200 km/h升至260 km/h时,各场点声压级的上升幅度更大;双向行车时总体声压级显著增加,但各板件在峰值声压级时的贡献量比例无显著变化;有板肋时,顶板声压级贡献量较上翼缘板的更大,无板肋时则相反.添加板肋能够对局部结构进行优化,但对于整体的降噪效果影响不大.本桥板肋布置间距宜在5.2m左右. 展开更多
关键词 钢板结合连续梁桥 车轨桥耦合振动 结构噪声 降噪
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风屏障破坏所致风载突变对桥梁列车行车安全影响研究 被引量：1
9
作者 吴肖波 张迅 +1 位作者 韩艳 何旭辉 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期78-86,共9页
为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动... 为研究桥上风屏障局部破坏对桥梁列车行车安全性的影响,以某四塔公铁两用斜拉桥为背景,进行列车动力响应和行车安全性影响参数分析。推导列车通过风屏障破坏段时车辆和桥梁的风荷载,并通过桥梁和列车节段模型风洞试验,测得计算所需气动力系数;在此基础上建立风-车-轨-桥耦合振动模型,研究了风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速对列车动力响应及行车安全的影响。结果表明:突风效应会导致列车横向位移达到最大值,遮风效应会使列车横向加速度达到最大值;随风屏障破坏段长度、平均风速和列车车速的增加,列车动力响应随之增加;风屏障破坏会增加列车的轮重减载率和脱轨系数,并且高风速下各节车辆在风屏障破坏段的脱轨系数差异较大;仅在风速不大于10 m/s时,列车可以180 km/h的车速安全通过风屏障破坏段。 展开更多
关键词 大跨度桥梁 风-车-轨-桥耦合振动模型 风屏障 风载突变 行车安全 脱轨系数 轮重减载率 气动力系数
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某地铁U型梁结构辐射噪声分析预测及其降噪研究 被引量：1
10
作者 赵兴征 张秦 +4 位作者 高科梁 叶友斌 胡苏军 邰凤姣 石凯琴 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期394-402,共9页
城市轨道交通成为人们出行的主要交通方式,轨道交通噪声产生的问题有待解决。文章以某城市地铁线路为研究对象,现场实测列车经过时产生的振动和噪声,主要分析U型梁振动产生的低频结构辐射噪声并建立声学预测模型。在分析实测数据同时对... 城市轨道交通成为人们出行的主要交通方式,轨道交通噪声产生的问题有待解决。文章以某城市地铁线路为研究对象,现场实测列车经过时产生的振动和噪声,主要分析U型梁振动产生的低频结构辐射噪声并建立声学预测模型。在分析实测数据同时对减振降噪措施效果进行了分析,由于结构辐射噪声主要在低频段,故振动分析频段为4~200 Hz,结构辐射噪声分析频段为20~200 Hz。结果表明,梁体振动与辐射噪声有很强的关联性,变化规律基本一致;安装钢轨波导消振吸声器前后,底板振级和辐射声压级都降低5~8 dB左右,有明显减振降噪作用;U型梁结构振动的辐射噪声在梁体周围的传播有很强的指向性,梁体正上方与正下方声压级最大,但腹板外侧声压级相对较小。 展开更多
关键词 轨道交通 U型梁 结构辐射噪声 噪声预测 减振降噪 车-轨-桥耦合振动
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