车-轨-桥耦合振动相似试验模型设计与校验 被引量：1

1

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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400 km/h速度下轨道-桥梁振动响应与顶板裂缝深度影响

2

作者 孟鑫 高浩 +3 位作者 刘鹏辉 勾红叶 王一干 杨宜谦 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期91-98,共8页

为探究400 km/h列车激励下高速铁路轨道-桥梁结构的振动响应,以某高铁桥梁为研究对象,在钢轨、桥梁、桥墩位置布置竖向加速度传感器,实测轨道-桥梁结构在多级速度作用下加速度的变化规律;在此基础上,借助于结构声强理论和车-轨-桥耦合... 为探究400 km/h列车激励下高速铁路轨道-桥梁结构的振动响应,以某高铁桥梁为研究对象,在钢轨、桥梁、桥墩位置布置竖向加速度传感器,实测轨道-桥梁结构在多级速度作用下加速度的变化规律;在此基础上,借助于结构声强理论和车-轨-桥耦合振动仿真分析,从能量和加速度的角度掌握了顶板下缘裂缝深度的影响程度。研究结果表明:在高速列车激励下,实测钢轨、桥梁顶板和桥墩的加速度峰值分别为800 m/s^(2)、4 m/s^(2)和0.5 m/s^(2);振动加速度数值从钢轨到桥墩层层递减,随着列车速度的增大各测点加速度峰值呈线性增加;裂缝的出现会增大桥梁顶板下缘的加速度峰值,改变振动能量的分布;当裂缝深度大于45 mm时,顶板下缘加速度和振动能量值分别为无裂缝工况下的1.1倍和1.5倍,应注意加强对裂缝状态的观测。该研究成果可以为车-轨-桥耦合分析提供依据,也可以为高速铁路简支箱梁顶板下缘开裂维修提供指导。 展开更多

关键词 轨道-桥梁响应 车-轨-桥耦合分析 结构声强 振动能量 裂缝

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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

3

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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高速铁路主跨320 m钢-混部分斜拉桥无砟轨道适应性研究 被引量：2

4

作者 王俊冬 欧阳辉来 +2 位作者 魏周春 苏成光 高天赐 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第5期29-35,共7页

南玉高铁六景郁江特大桥设计将钢-混部分斜拉桥结构引入时速350 km高速铁路领域,而300 m级以上大跨度桥上无砟轨道的竖向变形极易超限,影响列车通过的安全性和舒适性,因此,系统研究在此大跨桥梁结构上铺设无砟轨道的适应性十分必要。通... 南玉高铁六景郁江特大桥设计将钢-混部分斜拉桥结构引入时速350 km高速铁路领域,而300 m级以上大跨度桥上无砟轨道的竖向变形极易超限,影响列车通过的安全性和舒适性,因此,系统研究在此大跨桥梁结构上铺设无砟轨道的适应性十分必要。通过建立有限元及动力学模型,分析不同组合工况下无砟轨道结构的变形特点及动力特性,运用60 m弦测法探究各工况下无砟轨道的线形变化规律,从而确定大跨度钢-混部分斜拉桥铺设无砟轨道的适应性,并对设计和施工提出合理化建议。主要结论如下:在各种不利组合荷载作用下,桥上无砟轨道结构强度满足规范要求,列车通过大桥的各项安全性与舒适性指标均满足规范要求;混凝土收缩徐变和斜拉索升降温是影响无砟轨道线形标准的两大主因,应在无砟轨道施工前确保足够的沉降观测期和收缩徐变释放期,并充分考虑拉索的保温设计;在温度组合荷载作用下,桥上无砟轨道的60 m弦测不平顺幅值为6.79 mm,满足高速铁路静态验收标准;但在叠加列车荷载和收缩徐变后,变形弦测值均出现Ⅱ级及以上超限,通过合理设置预拱度后可有效改善轨道平顺性标准。 展开更多

关键词 高速铁路 铁路桥 钢-混部分斜拉桥 无砟轨道 车-轨-桥耦合 60 m弦测法 轨道不平顺

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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

5

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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车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数分析 被引量：20

6

作者 李小珍 雷虎军 朱艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第21期52-57,73,共7页

针对车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的取值问题,以高速铁路40m简支梁桥、板式无砟轨道和高速列车为对象,采用桥梁动力分析程序BDAP V2.0分析了结构阻尼比和参考频率选取对耦合系统动力响应的影响规律,并基于Rayleigh阻尼模型的带... 针对车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的取值问题,以高速铁路40m简支梁桥、板式无砟轨道和高速列车为对象,采用桥梁动力分析程序BDAP V2.0分析了结构阻尼比和参考频率选取对耦合系统动力响应的影响规律,并基于Rayleigh阻尼模型的带通滤波特征提出了车-轨-桥动力系统中Rayleigh阻尼参数的统一取值方法。结果表明:桥梁位移、加速度、脱轨系数和轮重减载率均随阻尼比的增大而减小,但车体加速度随阻尼比的增加变化却不大。当阻尼比ξ和参考频率ωi一定时,增大参考频率ωj相当于降低阻尼比ξ,车桥系统的动力响应随之增大。在车-轨-桥动力系统中,建议结构阻尼比ξ根据材料类型取较小值,参考频率ωi取结构基频ω1,ωj取轨道几何不平顺产生的最高激振频率ωf=最高车速/轨道几何不平顺最小波长。 展开更多

关键词 高速铁路 车-轨-桥耦合系统 Rayleigh阻尼参数 阻尼比 参考频率 轨道不平顺

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基于OpenSEES的车-轨-桥快速仿真分析技术 被引量：3

7

作者 刘汉云 余志武 +1 位作者 国巍 蒋丽忠 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期957-965,共9页

针对车-轨-桥耦合系统建模效率低下的问题,采用客户端-服务器原理,在OpenSEES单一平台中实现了车-轨-桥系统快速仿真分析。其将车辆、轨/桥两子系统在OpenSEES软件中建模并封装成服务器,各服务器之间地位相等,无主次之分;轮轨接触关系... 针对车-轨-桥耦合系统建模效率低下的问题,采用客户端-服务器原理,在OpenSEES单一平台中实现了车-轨-桥系统快速仿真分析。其将车辆、轨/桥两子系统在OpenSEES软件中建模并封装成服务器,各服务器之间地位相等,无主次之分;轮轨接触关系被处理成客户端协调器;客户端协调器与服务器通过网络通讯技术进行实时逐步数据交互。从而无需编程即可在OpenSEES平台实现车桥耦合振动分析。数值算例表明:该模拟方法能够将OpenSEES软件强大的非线性及地震分析功能快速应用于车-轨-桥耦合问题求解,是一种实用方便、简单易学的车-轨-桥耦合振动分析方法。 展开更多

关键词 铁路工程 车-轨-桥耦合系统 客户端-服务器原理 OPENSEES 快速仿真分析技术 子系统

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高速行车激励下高铁桥梁顶板裂缝扩展及其对振动能量分布的影响

8

作者 高浩 王君明 +2 位作者 勾红叶 班新林 孟鑫 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第2期89-96,共8页

为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板... 为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板子模型,研究不同车速、裂缝长度与深度条件下桥梁顶板下缘裂缝横向扩展规律;利用结构声强法探明不同裂缝长度与深度条件下开裂顶板下缘振动能量分布情况。研究结果表明:增大行车速度会增大裂缝横向扩展位移曲线峰值;在350 km/h高速行车激励下,随着裂缝长度增大,裂缝扩展位移曲线的峰值几乎没有变化;顶板裂缝深度每增加20 mm,裂缝扩展位移曲线的峰值增大0.0015 mm,裂缝横向扩展受裂缝深度影响显著。无裂缝时顶板下缘振动能量流动方向与行车方向保持一致,越靠近列车荷载位置振动能量分布越多;裂缝的出现对顶板下缘一定范围内的振动能量产生两个影响,一是改变能量流动方向,二是降低能量值大小;裂缝长度增大对能量的影响范围仅局限于裂缝周围单元;裂缝深度的增加会使得裂缝对能量的影响范围显著增大,且裂缝两端出现能量集中现象。研究成果可以为高铁简支梁桥养护维修提供理论基础。 展开更多

关键词 高速铁路 铁路桥梁 车-轨-桥耦合分析 裂缝扩展 振动能量 结构声强

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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

9

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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基于车轨桥耦合模型的重载铁路预应力混凝土T梁剩余疲劳寿命分析 被引量：3

10

作者 郭文华 王雪娇 余炳兴 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4806-4816,共11页

多跨预应力混凝土简支T梁桥在重载铁路线路中应用广泛,随着线路年运量的增长及大轴重长编组货物列车的运行,车桥动力响应加剧,桥梁发生疲劳破坏风险增大。为了解决这些问题,本文建立重载列车-钢轨-预应力混凝土简支T梁桥精细化分析模型... 多跨预应力混凝土简支T梁桥在重载铁路线路中应用广泛,随着线路年运量的增长及大轴重长编组货物列车的运行,车桥动力响应加剧,桥梁发生疲劳破坏风险增大。为了解决这些问题,本文建立重载列车-钢轨-预应力混凝土简支T梁桥精细化分析模型,精确求解重载列车过桥时的车桥动力响应;采用雨流计数法统计分析桥梁普通受拉钢筋应力时程,获得疲劳应力谱;基于Miner准则和Corten-Dolan准则,计算典型疲劳列车单次过桥时的桥梁疲劳损伤;利用灰色GM(1,1)模型来预测线路未来年运量,并对预应力混凝土T梁疲劳损伤进行分析,对剩余寿命进行评估。研究结果表明:随着货车编组数量增加,列车过桥引起的桥梁动力响应峰值趋于稳定,仅应力时程中间周期性波动部分相应延长;由于考虑了结构非线性累积损伤的影响,在相同疲劳列车作用时,按照Corten-Dolan准则计算的桥梁疲劳损伤比按Miner准则计算的桥梁疲劳损伤大7.2%左右;4种典型疲劳列车(C_(64)-N-66、C_(70)-1-116、C_(80)-1-108、C_(80)-2-216)独立运送相同运量货物时引起的桥梁损伤之比为1?0.768?0.543?0.457;在线路容许条件下,宜优先开行大轴重且更长联编组的货物列车,在运量相同时可有效降低对桥梁的疲劳损伤;基于车-轨-桥精细化模型和Corten-Dolan准则,采用等效列车历史运营谱和未来运营谱来考虑年运量和疲劳列车大轴重长编组的发展趋势,可更精确评估重载铁路预应力混凝土简支T梁桥的剩余疲劳寿命。 展开更多

关键词 重载铁路 预应力混凝土梁 车-轨-桥耦合系统 非线性累计损伤 剩余疲劳寿命 灰色GM(1 1)模型

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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

11

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

12

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

13

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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重载铁路单线32 m钢-混组合梁静动力性能研究

14

作者 石晋涛 陈巍 《铁道勘察》 2024年第3期138-147,共10页

为促进“自重轻、施工快速便捷、经济性良好”的中小跨径钢-混组合梁在重载铁路领域的合理使用,针对单线32 m钢-混组合梁,采用通用有限元的方法开展静力性能研究,采用刚柔耦合的多体动力学方法进行车-轨-桥耦合动力性能研究。静动力性... 为促进“自重轻、施工快速便捷、经济性良好”的中小跨径钢-混组合梁在重载铁路领域的合理使用,针对单线32 m钢-混组合梁,采用通用有限元的方法开展静力性能研究,采用刚柔耦合的多体动力学方法进行车-轨-桥耦合动力性能研究。静动力性能分析显示,(1)单线重载铁路(30 t轴重)32 m钢-混组合梁可采用工字钢主梁高2.6 m、桥面板厚20 cm(横向支点40 cm)双工字钢组合截面型式;(2)双工字钢钢-混组合梁抗扭刚度较弱,在计算横向变形时应考虑截面畸变变形影响;(3)横隔梁布置间距宜根据施工阶段结构稳定性确定,不宜过小;(4)在列车速度<80 km/h、轴重<40 t时,车桥动力响应均在规范允许范围内。综合研究表明,在重载铁路领域使用中小跨径的钢-混组合梁具有可行性,研究结果可供类似工程参考。 展开更多

关键词 重载铁路 钢-混组合梁 静力性能 动力性能 刚柔耦合 车-轨-桥耦合

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竖弯涡振作用下桥上列车行车安全舒适性研究 被引量：3

15

作者 王维民 陈楚龙 +1 位作者 刘叶 何旭辉 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期38-45,共8页

为研究高速铁路桥梁竖弯涡振对桥上列车行车安全舒适性的影响,以某大跨公铁两用斜拉桥和CRH2型动车组为背景,进行风-车-轨-桥耦合系统振动分析。基于ANSYS与SIMPACK联合仿真平台,引入桥梁涡激力数值模型,建立风-车-轨-桥耦合系统振动模... 为研究高速铁路桥梁竖弯涡振对桥上列车行车安全舒适性的影响,以某大跨公铁两用斜拉桥和CRH2型动车组为背景,进行风-车-轨-桥耦合系统振动分析。基于ANSYS与SIMPACK联合仿真平台,引入桥梁涡激力数值模型,建立风-车-轨-桥耦合系统振动模型,对比10 m/s平均风速下主梁发生与未发生竖弯涡振时桥梁和列车的动力响应,并分析不同列车速度的影响。结果表明:竖弯涡振会加剧桥梁和列车的竖向响应,而列车的存在会使发生竖弯涡振时的桥梁竖向位移和加速度分别降低31.8%和42.4%,对主梁竖弯涡振具有一定的抑制作用;主梁发生竖弯涡振时列车行车安全性指标峰值和竖向舒适性指标(竖向加速度和竖向Sperling指标)峰值明显大于未发生竖弯涡振时,并均随着车速的增大而增大;当车速超过230 km/h时,列车轮重减载率超过安全限值0.6,当车速超过200 km/h时,桥上列车竖向加速度超过安全限值1.3 m/s^(2)。 展开更多

关键词 公路铁路两用桥 竖弯涡激振动 CRH2列车 风-车-轨-桥耦合系统 动力响应 行车安全性 行车舒适性 有限元法

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CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道振动噪声特性研究 被引量：2

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作者 罗锟 王凯新 +1 位作者 甄慧杰 陈鹏 《华东交通大学学报》 2024年第3期29-36,共8页

【目的】探究高速铁路CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道的结构振动与噪声特性。【方法】以有限元、多体动力学与边界元相结合的方法为基础,通过建立高速列车-无砟轨道-箱梁耦合动力学模型和边界元模型,研究列车高速通过时的列车-轨道-箱梁耦... 【目的】探究高速铁路CRTSⅢ型板和双块式无砟轨道的结构振动与噪声特性。【方法】以有限元、多体动力学与边界元相结合的方法为基础,通过建立高速列车-无砟轨道-箱梁耦合动力学模型和边界元模型,研究列车高速通过时的列车-轨道-箱梁耦合系统的结构动力响应,以及噪声辐射特性。【结果】结果表明,列车通过桥上CRTSⅢ型板与双块式轨道结构段时,列车的最大轮重减载率分别为0.0536与0.1657,下部箱梁挠度分别为1/9673与1/8457。与双块式无砟轨道相比,CRTSⅢ型板的轨道板及底座位移响应更小,并且轨道-箱梁系统的竖向振动衰减更快,减振性能更优。另外,比较两种轨道结构条件下的高架箱梁结构噪声,CRTSⅢ型板段的箱梁噪声总声压级更小。但是,桥下远场点噪声峰值差异较小,峰值频率接近,均为31.5Hz左右;而桥下峰值频率差异较大,Ⅲ型板的峰值频率为63Hz,双块式则为20Hz。【结论】CRTSⅢ型板式无砟轨道更适合在高速铁路桥梁段使用。 展开更多

关键词 无砟轨道 箱梁 车-轨-桥耦合 振动 结构噪声

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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

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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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地铁大跨度连续钢桁桥减振垫无砟轨道动力分析

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作者 肖治群 《科技通报》 2022年第4期75-80,86,共7页

为了研究地铁大跨度连续钢桁桥上铺设减振垫无砟轨道的适用性,并进行相关轨道参数的选型优化设计,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,建立地铁列车-无砟轨道-钢桁桥耦合动力学模型,以研究该车轨桥系统的动态特性,分析内容包括钢桁桥... 为了研究地铁大跨度连续钢桁桥上铺设减振垫无砟轨道的适用性,并进行相关轨道参数的选型优化设计,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,建立地铁列车-无砟轨道-钢桁桥耦合动力学模型,以研究该车轨桥系统的动态特性,分析内容包括钢桁桥预拱度设置、无砟轨道对桥梁的减振效果分析、无砟轨道道床板与桥面间的变形协调分析等。研究表明:(1)桥梁预拱度对列车动态特性的影响并不大。(2)通过适当减小无砟轨道减振垫的刚度,可以有效降低钢桁桥的振动。(3)在地铁列车的动荷载作用下,无砟轨道与钢桁桥之间的变形存在不协调性。当列车在边跨上运行时,其导致的无砟轨道道床板与桥面间的变形更加不协调。(4)随着板长的增大,道床板和桥面之间的最大相对压缩量在逐渐降低,道床板的弯曲变形越大,而短板结构则表现出更多的整体变形。 展开更多

关键词 地铁 大跨度连续钢桁桥 减振垫 无砟轨道 车-轨-桥耦合动力系统

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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

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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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