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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
1
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。
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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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职称材料
跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合振动研究
被引量：
17
2
作者
刘高
陈上有
+1 位作者
王昆鹏
许会燕
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期72-87,共16页
基于大系统的思想,建立车-桥-风浪流耦合动力系统,包括车辆子系统、桥梁子系统和风浪流耦合场子系统。根据各子系统之间的相互作用力以及车辆子系统与桥梁子系统之间的位移协调关系,建立车-桥-风浪流耦合动力系统的运动方程,并基于分离...
基于大系统的思想,建立车-桥-风浪流耦合动力系统,包括车辆子系统、桥梁子系统和风浪流耦合场子系统。根据各子系统之间的相互作用力以及车辆子系统与桥梁子系统之间的位移协调关系,建立车-桥-风浪流耦合动力系统的运动方程,并基于分离迭代法提出了车-桥-风浪流耦合动力系统动态响应的求解流程,从而建立跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合动力系统的振动分析方法。以某跨海公铁两用斜拉桥方案为对象进行研究,结果表明:风浪流耦合场同时激励车辆和桥梁的主梁、桥塔及水中基础,与风场单独作用相比,风浪流耦合场能够激发桥梁产生更大幅度的横向和扭转振动,恶化列车运行安全性指标,桥梁主梁在主跨跨中处的横向位移、横向加速度、扭转位移、扭转加速度的均方根分别增大0.8%、23.1%、4.9%和0.5%,在边塔处的相应均方根分别增大204.9%、167.0%、198.7%和314.7%;列车车体加速度、轮轨横向力和轮重减载率分别增大60.9%、7.2%和6.6%。因此,对于跨海公铁两用桥梁,需合理考虑风浪流耦合作用,仅考虑风场单独作用将高估桥梁结构和列车行车的安全性。
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关键词
公铁两用
桥
梁
车-桥-风浪流耦合动力系统
耦合
振动
动力
响应
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职称材料
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。
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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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职称材料
题名
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
1
作者
蔡宝锋
谌启发
郭文华
段彬鑫
机构
中南大学土木工程学院
中铁第五勘察设计院集团有限公司
出处
《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
基金
国家自然科学基金资助项目(52078489)
中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2024ZZTS0817)
+1 种基金
中国铁建股份有限公司科研计划项目(2021-C56)
中铁第五勘察设计院集团有限公司科研计划项目(T5Y2021-A03)。
文摘
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。
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
Keywords
correlation between wind and wave
stochastic wind and wave
sea
-
crossing bridge
cable
-
stayed bridge
train
-
track
-
bridge coupling vibration
分类号
U448.13 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U238 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合振动研究
被引量：
17
2
作者
刘高
陈上有
王昆鹏
许会燕
机构
中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司
中交公路规划设计院有限公司
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期72-87,共16页
基金
国家重点研发计划课题(2018YFC0809604)
交通运输"十二五"重大科技专项项目(2011318494150)
黔科合重大专项字(2016-3013)
文摘
基于大系统的思想,建立车-桥-风浪流耦合动力系统,包括车辆子系统、桥梁子系统和风浪流耦合场子系统。根据各子系统之间的相互作用力以及车辆子系统与桥梁子系统之间的位移协调关系,建立车-桥-风浪流耦合动力系统的运动方程,并基于分离迭代法提出了车-桥-风浪流耦合动力系统动态响应的求解流程,从而建立跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合动力系统的振动分析方法。以某跨海公铁两用斜拉桥方案为对象进行研究,结果表明:风浪流耦合场同时激励车辆和桥梁的主梁、桥塔及水中基础,与风场单独作用相比,风浪流耦合场能够激发桥梁产生更大幅度的横向和扭转振动,恶化列车运行安全性指标,桥梁主梁在主跨跨中处的横向位移、横向加速度、扭转位移、扭转加速度的均方根分别增大0.8%、23.1%、4.9%和0.5%,在边塔处的相应均方根分别增大204.9%、167.0%、198.7%和314.7%;列车车体加速度、轮轨横向力和轮重减载率分别增大60.9%、7.2%和6.6%。因此,对于跨海公铁两用桥梁,需合理考虑风浪流耦合作用,仅考虑风场单独作用将高估桥梁结构和列车行车的安全性。
关键词
公铁两用
桥
梁
车-桥-风浪流耦合动力系统
耦合
振动
动力
响应
Keywords
rail
-
cum
-
road bridge
vehicle
-
bridge
-
wind
-
wave
-
current coupling dynamic system
coupling vibration
dynamic response
分类号
U441.3 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U448.121 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
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
秦佳良
左志远
孟宪金
机构
华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期161-168,共8页
基金
国家自然科学基金(51578238,51968025)
江西省自然科学基金重点项目(20192ACBL20009)
江西省青年科学基金(20202BABL214048)。
文摘
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。
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
Keywords
temperature frequency variation characteristics
fraction voigt and maxwell model in parallel model(FVMP)
vehicle
-
rail
-
bridge coupled vibration
power flow
vibration energy
分类号
TB533 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
蔡宝锋
谌启发
郭文华
段彬鑫
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
跨海公铁两用桥梁车-桥-风浪流耦合振动研究
刘高
陈上有
王昆鹏
许会燕
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
17
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
考虑扣件温频变的车轨桥垂向耦合系统振动能量研究
刘林芽
李辉
秦佳良
左志远
孟宪金
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022
5
在线阅读
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职称材料
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