高速列车-桥梁竖向随机振动的时域分析方法 被引量：4

1

作者 晋智斌 强士中 李小珍 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第3期110-115,共6页

提出时间相关多维有色噪声形式的轨道不平顺激励下列车-桥梁耦合系统协方差响应的时域递推方法。用白噪声滤波法生成轨道不平顺有色噪声过程,在宽频带内识别滤波器参数以同时实现滤波成型和波长截断功能。提出基于高阶Pade近似的累次时... 提出时间相关多维有色噪声形式的轨道不平顺激励下列车-桥梁耦合系统协方差响应的时域递推方法。用白噪声滤波法生成轨道不平顺有色噪声过程,在宽频带内识别滤波器参数以同时实现滤波成型和波长截断功能。提出基于高阶Pade近似的累次时滞系统,以实现列车多轮对下轨道不平顺激励的大时滞再现;再结合成型滤波器构造列车下轨道不平顺激励的一致白噪声模型。建立列车-桥梁垂向振动的状态方程,将其与激励模型联立得到一致白噪声激励下的列车-桥梁扩阶状态方程。将方差递推法推广到时变系统,求解列车-桥梁系统的随机振动。分析结果与Monte Carlo模拟法符合良好,表明了方法的正确性。 展开更多

关键词 列车-桥梁耦合振动 轨道不平顺 一致白噪声 随机振动

下载PDF 职称材料

大跨度铁路斜拉桥全桥索-梁相关振动研究 被引量：6

2

作者 王涛 刘德贵 黄辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期103-114,共12页

为了研究大跨度铁路斜拉桥在外部动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态,开发了非线性有限元动力时程积分方法,编制了有限元计算程序。以天兴洲大桥为研究对象,建立了斜拉桥全桥2维模型。研究了在理想外激励作用下全桥发生振动时... 为了研究大跨度铁路斜拉桥在外部动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态,开发了非线性有限元动力时程积分方法,编制了有限元计算程序。以天兴洲大桥为研究对象,建立了斜拉桥全桥2维模型。研究了在理想外激励作用下全桥发生振动时斜拉桥的索-梁相关振动特性与拉索的共振条件。分析了不同工况列车通过桥梁时,车-桥耦合动力作用对拉索的影响。研究结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,发生索-梁相关振动时,斜拉桥中较长拉索更容易发生大幅非线性振动,拉索的1∶1主共振更容易发生,2∶1参数共振发生可能性较小;列车动力作用不会使拉索达到共振条件,不会造成拉索大幅振动。 展开更多

关键词 斜拉桥 列车-桥梁耦合振动 拉索非线性振动 索-梁相关振动 有限元方法

下载PDF 职称材料

大跨度悬索桥梁端竖向折角对列车走行性的影响研究 被引量：6

3

作者 李永乐 吴梦雪 +1 位作者 臧瑜 强士中 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期114-120,共7页

大跨度桥梁较为柔性,易产生梁端竖向折角,过大的梁端竖向折角会影响列车的安全性和舒适性。有代表性地选取较为柔性的大跨度公轨两用悬索桥作为工程背景,基于车-桥耦合动力仿真数值计算方法,采用自主研发的桥梁科研分析软件BANSYS(Bridg... 大跨度桥梁较为柔性,易产生梁端竖向折角,过大的梁端竖向折角会影响列车的安全性和舒适性。有代表性地选取较为柔性的大跨度公轨两用悬索桥作为工程背景,基于车-桥耦合动力仿真数值计算方法,采用自主研发的桥梁科研分析软件BANSYS(Bridge ANalysis SYStem),分析列车进桥及出桥全过程中车辆和桥梁的响应,对比不同车辆运行方式、不同车速、不同车载状态下的响应,讨论大跨度悬索桥梁端竖向折角对列车走行性的影响,进一步提出减小梁端竖向折角的措施。研究结论对大跨度轨道交通桥梁的运营安全具有指导意义。 展开更多

关键词 大跨度公轨两用悬索桥 梁端竖向折角 列车-桥梁耦合振动 竖向加速度响应 列车走行性

下载PDF 职称材料

大跨度公铁两用斜拉-悬索协作体系桥断索动力响应

4

作者 张兴标 王涛 +3 位作者 姚森 叶华文 王路 白伦华 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1874-1885,共12页

研究大跨度公铁两用斜拉-悬索协作体系桥在极端作用下发生断索时桥梁结构及桥上列车的动力响应,以G3铜陵长江公铁大桥为研究对象,建立全桥有限元模型;研究各个位置斜拉索、吊索断裂后桥梁结构的动力响应;研究在列车-桥梁耦合振动作用下... 研究大跨度公铁两用斜拉-悬索协作体系桥在极端作用下发生断索时桥梁结构及桥上列车的动力响应,以G3铜陵长江公铁大桥为研究对象,建立全桥有限元模型;研究各个位置斜拉索、吊索断裂后桥梁结构的动力响应;研究在列车-桥梁耦合振动作用下,各断索组合工况中桥梁及列车的动力响应.结果表明:斜拉-悬索协作体系桥具有较高的结构刚度及安全冗余;在单根斜拉索、吊索断索后,可保持列车通行;在吊索区域单侧发生4根以上断索,可导致连续断索破坏;在斜拉索-吊索交替及斜拉索区域,单侧断索达到8根也不会发生连续断索破坏;断索动力放大系数取2.0合理,但仅对断索位置附近剩余吊索和斜拉索具有工程应用价值;当断索发生时,若列车经过,列车竖向加速度会发生突变,但仍在安全范围内;剩余斜拉索与吊索动应力增加主要来自于主梁作用,列车作用占比不超过13%. 展开更多

关键词 斜拉-悬索协作体系桥 有限元方法 断索 动力响应 列车-桥梁耦合振动

下载PDF 职称材料

风、列车作用下大跨度斜拉桥索-梁相关振动研究 被引量：7

5

作者 王涛 刘德贵 黄辉 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期105-118,共14页

为了研究大跨度铁路斜拉桥在随机风、列车动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态,开发三维空间非线性有限元动力计算程序、列车动力学模型、风场模拟算法,以实际斜拉桥为研究对象,建立全桥三维有限元计算模型进行详细的计算分析。... 为了研究大跨度铁路斜拉桥在随机风、列车动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态,开发三维空间非线性有限元动力计算程序、列车动力学模型、风场模拟算法,以实际斜拉桥为研究对象,建立全桥三维有限元计算模型进行详细的计算分析。首先,分别使用拉索不分段与分段的全桥模型进行模态计算,讨论拉索局部振动特性与全桥振动特性之间的关系。然后,计算在简谐外激励作用下斜拉桥全桥的非线性振动时程,对比单根拉索在端部位移激励下的非线性振动特性与全桥结构中拉索发生大幅索-梁相关振动之间的差别,依据非线性振动理论,讨论实际斜拉桥中拉索发生索-梁相关振动的共振条件。最后,使用拉索分段的斜拉桥全桥模型,研究在三维空间中,风场动力作用、列车动力作用、风-列车-桥梁耦合动力作用在各个工况下对斜拉桥全桥索-梁相关振动的影响。研究结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,在实际日常运营状态下,风和列车的作用不会使结构进入非线性振动状态;单独的风或列车动力作用不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件;风-列车-桥梁耦合动力作用下拉索振动相对单独的风、列车作用更为明显,但也不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件。 展开更多

关键词 桥梁工程 索-梁相关振动 有限元方法 斜拉索 风-列车-桥梁耦合振动

原文传递

基于列车-桥梁耦合振动模型的高温超导磁浮车辆悬挂参数优化 被引量：1

6

作者 何燕 吴兴文 +1 位作者 杨浚纲 池茂儒 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第6期24-32,共9页

为提高高温超导磁浮车辆在高速运行下的品质,建立了高温超导磁浮列车-桥梁耦合振动模型,分析了桥梁刚度和车辆悬挂参数匹配对车辆系统动力学性能的影响。并通过叠加轨道不平顺谱实现桥梁预拱,分析车辆系统的动力学响应。结果表明:高温... 为提高高温超导磁浮车辆在高速运行下的品质,建立了高温超导磁浮列车-桥梁耦合振动模型,分析了桥梁刚度和车辆悬挂参数匹配对车辆系统动力学性能的影响。并通过叠加轨道不平顺谱实现桥梁预拱,分析车辆系统的动力学响应。结果表明:高温超导磁浮车辆在高速运行下,其平稳性对减振器阻尼和桥梁挠跨比的取值较敏感;桥梁挠跨比取1/7752、桥梁挠度取4.1 mm、桥梁预拱量取4 mm时能抵消车辆高速运行过程中桥梁下挠带来的线路不平顺,使车辆动力学性能达到最优。 展开更多

关键词 高温超导磁浮车辆 悬挂参数 列车-桥梁耦合振动模型

下载PDF 职称材料

高速铁路简支箱梁结构噪声的边界元方法 被引量：38

7

作者 李小珍 张迅 李亚东 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第S1期95-101,185,共8页

将列车-轨道-桥梁耦合振动理论与声辐射分析的边界元法相结合,以高速铁路32 m简支箱梁为研究对象,分析桥梁结构声辐射频谱特性、传播规律和各影响因素。结果表明:采用板单元进行桥梁结构动力分析能更好地揭示其局部振动特性;桥梁结构噪... 将列车-轨道-桥梁耦合振动理论与声辐射分析的边界元法相结合,以高速铁路32 m简支箱梁为研究对象,分析桥梁结构声辐射频谱特性、传播规律和各影响因素。结果表明:采用板单元进行桥梁结构动力分析能更好地揭示其局部振动特性;桥梁结构噪声以低频为主,分布在f≤200 Hz的频带内,适于用边界元法求解其声辐射特性;由于地面对声波的吸收和反射作用,在桥梁结构噪声研究中应考虑地面对声波的影响;声屏障会改变桥梁上部声场分布,但对桥梁远场声压级影响不大;列车速度越高,桥梁结构噪声越大,但并非单调增加,在某些速度出现峰值;墩身高度对桥梁上方声场影响不大,对桥梁正下方距地面相同高度处影响较大。 展开更多

关键词 高速铁路 简支箱梁 边界元法 列车-轨道-桥梁耦合振动 噪声

下载PDF 职称材料

桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统动力特性的影响 被引量：29

8

作者 翟婉明 王少林 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-26,共8页

桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统的动力学特性具有重要的影响,直接关系到桥上列车的行车安全性和运行平稳性。基于列车—轨道—桥梁动力相互作用理论,以高速铁路常用的简支箱梁桥和双块式无砟轨道为研究对象,采用列车—轨... 桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统的动力学特性具有重要的影响,直接关系到桥上列车的行车安全性和运行平稳性。基于列车—轨道—桥梁动力相互作用理论,以高速铁路常用的简支箱梁桥和双块式无砟轨道为研究对象,采用列车—轨道—桥梁动力学仿真通用软件TTBSIM2.0,研究桥梁结构刚度对高速列车—轨道—桥梁耦合系统动力性能的影响规律。结果表明:当桥梁梁体的刚度或者桥墩的横向刚度不足时,车辆和桥梁的相关动力性能指标将随着刚度的减少而急剧增大,严重影响列车过桥时的安全性和平稳性;当梁体垂向刚度不足时,有可能会引发车桥共振现象;当桥梁结构刚度满足设计规范要求时,车桥系统动力响应指标随刚度变化不明显,此时行车速度和轨道不平顺成为影响行车安全性和平稳性的主要因素。 展开更多

关键词 高速铁路 桥梁 结构刚度 列车—轨道—桥梁耦合振动 动力特性

下载PDF 职称材料

非一致地震激励下列车-轨道-桥梁耦合振动模型 被引量：16

9

作者 雷虎军 李小珍 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期803-809,共7页

为探讨行波效应对地震作用下高速铁路桥上列车行车安全性的影响,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,采用35个自由度的机车车辆模型、板式无砟轨道模型和桥梁有限元模型,通过引入地震多点激励模式,建立了非一致地震激励下的列车-轨道-... 为探讨行波效应对地震作用下高速铁路桥上列车行车安全性的影响,基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论,采用35个自由度的机车车辆模型、板式无砟轨道模型和桥梁有限元模型,通过引入地震多点激励模式,建立了非一致地震激励下的列车-轨道-桥梁耦合振动模型,并编制了相应的仿真分析程序.以跨度32 m的简支梁桥为例,输入El Centro地震波,计算了一致激励和行波激励下车桥系统的动力响应.结果表明:行波效应对耦合系统动力响应幅值的影响很大.当车速为350 km/h、行波速度为300 m/s时的脱轨系数、轮重减载率和轮轨横向力比一致激励分别降低84.1%、19.5%和87.8%.因此,忽略行波效应可能造成对地震时桥上列车行车安全的误判. 展开更多

关键词 非一致激励 行波效应 列车-轨道-桥梁耦合振动 板式无砟轨道 行车安全性

下载PDF 职称材料

秦沈客运专线常用跨度桥梁的动力分析 被引量：6

10

作者 黎国清 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期101-108,共8页

铁路列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动 ,而桥梁的振动又反过来影响列车的运行 ,其中线路的轨道不平顺对列车和桥梁的振动起很大作用 ,这种相互作用、相互影响的问题就是列车 -线路 -桥梁耦合振动问题。随着列车速度的提高 ,桥梁的动... 铁路列车通过桥梁时将引起桥梁结构的振动 ,而桥梁的振动又反过来影响列车的运行 ,其中线路的轨道不平顺对列车和桥梁的振动起很大作用 ,这种相互作用、相互影响的问题就是列车 -线路 -桥梁耦合振动问题。随着列车速度的提高 ,桥梁的动力特性和列车运行安全性与舒适性在设计桥梁时必须加以充分考虑。本文利用 16 0km/ h、2 0 0 km/ h、30 0 km/ h三种等级的列车参数以及对应的轨道不平顺波 ,综合考虑列车 -线路 -桥梁的共同作用。全面分析秦沈客运专线设计过程中的 6 2种不同设计方案的桥梁 ,评价以上桥梁动力特性及列车走行性 ,为客运专线桥梁设计提供技术依据 ,其中有 2 展开更多

关键词 秦沈客运专线 跨度桥梁 铁路桥 动力分析 列车-线路-桥梁耦合振动

下载PDF 职称材料

列车荷载作用下矮塔斜拉桥索梁振动的相关性 被引量：5

11

作者 李小珍 刘桢杰 +1 位作者 辛莉峰 刘德军 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期817-822,844,共7页

为探讨不同列车速度下矮塔斜拉桥斜拉索振动与桥梁整体振动之间的相关性,基于列车-线路-桥梁耦合振动理论与动力学模型,以某主跨115 m＋95 m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,考虑斜拉索与桥梁整体结构之间的相互作用,通过数值积分得到梁体... 为探讨不同列车速度下矮塔斜拉桥斜拉索振动与桥梁整体振动之间的相关性,基于列车-线路-桥梁耦合振动理论与动力学模型,以某主跨115 m＋95 m的铁路矮塔斜拉桥为工程背景,考虑斜拉索与桥梁整体结构之间的相互作用,通过数值积分得到梁体、桥塔振动响应以及斜拉索局部振动响应.结果表明：列车荷载作用下索梁振动相关性问题实质上是一个能量传递过程,当拉索端点位移激励频率与其自振频率接近时,能量易于在索梁间传递;当列车以225~350 km/h的设计时速通过桥梁、列车荷载的激励频率与斜拉索自振频率接近时,斜拉索在外激励作用下会产生共振,但共振幅值不大（斜拉索局部振动幅值小于3 mm）. 展开更多

关键词 铁路矮塔斜拉桥 列车-线路-桥梁耦合振动 索梁振动相关性

下载PDF 职称材料

基于ANSYS-MATLAB联合仿真的大跨铁路悬索桥行车分析 被引量：3

12

作者 周智辉 刘瑞涛 +2 位作者 朱志辉 龚威 余志武 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期117-128,共12页

针对大跨铁路悬索桥结构复杂、几何非线性显著的特点开展行车动力分析,提出了一种ANSYS与MATLAB实时交互、联合仿真的列车-轨道-桥梁耦合振动分析方法;在ANSYS内建立悬索桥和轨道结构精细有限元模型,在MATLAB内基于多刚体动力学理论组... 针对大跨铁路悬索桥结构复杂、几何非线性显著的特点开展行车动力分析,提出了一种ANSYS与MATLAB实时交互、联合仿真的列车-轨道-桥梁耦合振动分析方法;在ANSYS内建立悬索桥和轨道结构精细有限元模型,在MATLAB内基于多刚体动力学理论组装车辆质量、阻尼和刚度矩阵,并将轨道结构动力微分方程系数矩阵导至MATLAB中;分别建立悬索桥子系统、轨道-车辆子系统的动力微分方程,然后基于异步长策略,以大时间步长在ANSYS内考虑主缆几何刚度,并通过更新结构刚度矩阵来求解悬索桥子系统振动响应,以小时间步长在MATLAB内考虑轮轨空间接触关系,并通过施加轨道不平顺来求解轨道-车辆子系统动力响应,2种计算软件通过实时交换数据实现子系统之间的耦合求解;通过分析某单跨铁路简支梁桥的实测数据验证了该方法的正确性,并利用该联合仿真方法对主跨为660 m的某铁路悬索桥进行了行车动力计算。分析结果表明:随着车速的提高,桥梁动力响应增大,行车安全性与平稳性趋于恶化;在车速不大于180 km·h-1的工况下,该悬索桥能够满足行车安全性要求;在列车动力荷载作用下,不考虑悬索桥几何刚度会导致跨中竖向位移产生7.4%的计算误差;考虑几何刚度、不更新桥梁刚度矩阵导致的桥梁与列车响应计算误差均不超过1%,能够满足工程计算精度需求。可见,提出的联合仿真方法可用于大跨柔性铁路桥梁的行车动力分析。 展开更多

关键词 桥梁工程 大跨铁路悬索桥 ANSYS-MATLAB联合仿真 列车-轨道-桥梁耦合振动 几何非线性 异步长

原文传递

高速铁路变截面梁桥车致振动及徐变影响分析 被引量：2

13

作者 杨宏印 曹鸿猷 +1 位作者 陈志军 步乐乐 《土木工程与管理学报》 北大核心 2015年第2期31-36,共6页

基于Hertz弹性接触,推导了考虑徐变变形的轮轨接触单元动力方程,给出了简化的变截面梁单元质量和刚度矩阵,建立了列车-轨道-桥梁耦合振动方程。针对实际预应力混凝土连续梁桥,计算了徐变变形引起的不平顺(徐变不平顺),结合随机不平顺,... 基于Hertz弹性接触,推导了考虑徐变变形的轮轨接触单元动力方程,给出了简化的变截面梁单元质量和刚度矩阵,建立了列车-轨道-桥梁耦合振动方程。针对实际预应力混凝土连续梁桥,计算了徐变变形引起的不平顺(徐变不平顺),结合随机不平顺,并考虑两者的组合,对比分析了3种轨道不平顺对系统动力响应的影响。结果表明:推导的变截面梁单元是合理有效的;桥梁共振效应显著,应按实际冲击系数进行设计,并考虑每个位置的动力响应;徐变不平顺对桥梁响应影响很小,但能明显增大车体加速度和接触力,会引起强烈的梁端冲击,应重视控制徐变变形及形成的梁端折角;随机不平顺能显著增大接触力、桥梁和车体加速度;而组合不平顺能导致系统最不利状态。 展开更多

关键词 列车-轨道-桥梁耦合振动 徐变 轮轨接触单元 变截面梁单元 轨道不平顺

下载PDF 职称材料

地震作用下铁路双层结合钢桁混合刚构桥行车安全性

14

作者 勾红叶 彭烨 +2 位作者 李梁 王君明 蒲黔辉 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期193-206,共14页

针对特殊地区地震作用下大跨度桥梁行车安全性问题,以某铁路某双层结合钢桁混合刚构桥为工程背景,建立了考虑材料非线性、切向摩擦与轮轨赫兹准确接触关系的列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,并基于ABAQUS-Python软件二次开发,实现了钢... 针对特殊地区地震作用下大跨度桥梁行车安全性问题,以某铁路某双层结合钢桁混合刚构桥为工程背景,建立了考虑材料非线性、切向摩擦与轮轨赫兹准确接触关系的列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,并基于ABAQUS-Python软件二次开发,实现了钢轨随机不平顺的施加;选取EL Centro地震波为输入波,分析了强震作用下双层结合钢桁混合刚构桥的损伤演化规律,计算了不同地震强度、不同车速下列车脱轨系数、轮重减载率、车体振动加速度等动力响应指标,分析了关键参数对地震作用下桥上行车安全性的影响规律,提出了该混合刚构桥基于行车安全性能的车速限值。研究结果表明:在罕遇地震作用(0.38g)下,桥梁各构件均出现不同程度的塑性损伤,桥墩破坏区域较大,震后桥梁仍具有一定的承载力;震时列车脱轨系数随地震强度增大而显著增大;车体最大振动加速度与地震强度近似呈线性增长;列车轮重减载率是控制行车安全的关键指标,其峰值与车速呈正相关;当车速为200 km·h^(-1),地震强度大于0.10g时,列车轮重减载率存在超限情况,列车在下桥时会出现长时间轮轨分离现象;从行车安全性的角度,在设计地震作用0.20g时,安全车速为160 km·h^(-1)。 展开更多

关键词 桥梁工程 列车-轨道-桥梁耦合振动 双层结合钢桁混合刚构桥 地震作用 桥梁损伤演化规律 行车安全性

原文传递

高速铁路简支梁桥参数变化对竖向共振影响分析 被引量：6

15

作者 黄文杰 罗光财 +1 位作者 彭丹 郭庶 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1474-1481,共8页

基于列车-轨道-桥梁系统有限元分析理论,利用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,得到列车-板式轨道-简支梁桥系统竖向矩阵形式的运动方程,分析高速铁路简支梁桥结构参数变化对桥梁竖向共振的影... 基于列车-轨道-桥梁系统有限元分析理论,利用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,得到列车-板式轨道-简支梁桥系统竖向矩阵形式的运动方程,分析高速铁路简支梁桥结构参数变化对桥梁竖向共振的影响。计算表明桥梁质量、刚度、阻尼比等参数变化对简支梁桥共振有重要影响。该结果对于优化高速铁路简支桥梁结构设计参数,提高列车运行安全系数具有参考价值。 展开更多

关键词 高速铁路 列车-轨道-桥梁竖向耦合振动 简支梁桥 共振

下载PDF 职称材料