風荷載作用下高墩橋梁高速列車車橋耦合動力學分析.pdf

1、高速鐵路以其速度快、運能大、能耗低、污染輕、占地少以及安全舒適等綜合優(yōu)勢，在世界各國得到了迅速發(fā)展。我國在跟蹤研究國外高速鐵路技術、積極規(guī)劃高速鐵路的同時，通過新建快速客運專線、大力加強既有線的技術改造大幅度提高了列車的運行速度。但是，隨之而來的輪軌系統(tǒng)的動力作用、行車的安全性和舒適性、線橋結構的運用安全性問題也越發(fā)突出，而這在我國尚缺乏足夠的理論研究和工程實踐。因此，快速及高速運行條件下的列車、線路、橋梁動態(tài)相互作用問題已成為我國鐵路

2、實現(xiàn)跨越式發(fā)展急需開展的基礎性研究課題之一。
　　 本文將風、車、橋三者作為一個交互作用、協(xié)調工作的耦合振動系統(tǒng)，較全面地考慮了風橋間的流固耦合作用、車橋間的固體接觸耦合作用、風對車的空間脈動作用及整個系統(tǒng)的時變特性。
　　 首先，根據(jù)風荷載最橋梁結構的作用過程，對風場進行模擬，將三維相關風模擬為三個一維的獨立風場。結合脈動風的相關特性，提出了簡化的模型，根據(jù)風速觀測記錄的特點，證明其可行性。推導橋梁以及車輛的靜風力、抖

3、振力以及自激力時域表達式。結合具體的例子來驗證計算的正確性。
　　 其次，以車輛和橋梁為子系統(tǒng)，建立輪軌接觸幾何和輪軌接觸力的迭代算法。在分析車-橋耦合關系的基礎上，推導車橋耦合的動力學運動方程。求解運動方程的近似解。
　　 最后，結合具體的工程，建立簡化的有限元計算模型，對風-車-橋系統(tǒng)的振動特性以及風場模型、風速、車速以及荷載大小影響進行了多工況的對比分析。討論不同荷載、不同車速情況下橋梁的位移、速度以及加速度時程曲