高速列车作用下简支梁车桥耦合振动随机响应分析 被引量：17

1

作者 李小珍 朱艳 强士中 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期168-172,共5页

以三跨简支梁为例,进行车桥系统空间非平稳随机分析。将系统在确定性荷载作用下得到的响应作为均值,采用虚拟激励法将轨道高低、方向和左右轨高差不平顺转化为一系列简谐荷载,将系统在虚拟荷载作用下的响应的自功率谱密度积分得到均方差... 以三跨简支梁为例,进行车桥系统空间非平稳随机分析。将系统在确定性荷载作用下得到的响应作为均值,采用虚拟激励法将轨道高低、方向和左右轨高差不平顺转化为一系列简谐荷载,将系统在虚拟荷载作用下的响应的自功率谱密度积分得到均方差,运用3σ准则确定系统响应的最大、最小值,取其绝对值的较大值做为响应的代表值,讨论系统响应在不同车速下的变化趋势。研究表明:车体加速度、桥梁跨中横向响应和轮对受到横向轮轨力的随机性较大,轨道不平顺是其主要影响因素,桥梁跨中垂向响应及垂向轮轨力主要由确定性荷载引起。桥梁响应并不随车速的增加而单调增加,车体响应以及轮轨力随车速的增加而单调增加。 展开更多

关键词 桥梁工程 随机响应 功率谱密度 虚拟激励法 车桥系统 轨道不平顺

下载PDF 职称材料

侧风下高铁列车交会运行时车—桥耦合振动 被引量：12

2

作者 郭文华 洪新民 陈春霞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期48-56,共9页

采用流体力学计算软件FLUENT和动网格技术建立侧风下2列3节列车交会的气动力计算模型,通过自编UDF程序实现列车交会运动,分析列车交会过程中的气动力。根据列车中间车厢气动力的相似性扩展得到2列8节列车交会的气动力时程,将列车真实非... 采用流体力学计算软件FLUENT和动网格技术建立侧风下2列3节列车交会的气动力计算模型,通过自编UDF程序实现列车交会运动,分析列车交会过程中的气动力。根据列车中间车厢气动力的相似性扩展得到2列8节列车交会的气动力时程,将列车真实非定常的气动力以力元的方式加载到由有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK联合建立的高速列车—多跨简支梁三维动力分析模型中,进行侧风下高速列车交会运行时车—桥耦合振动研究。结果表明:列车交会气动力对列车轮轴横向力、脱轨系数以及竖向加速度的影响较小,但会增大列车的轮重减载率,并显著增大列车的横向加速度;侧风显著增大列车的轮重减载率、轮轴横向力和脱轨系数;列车轮重减载率是控制列车车速阈值的控制因素;列车交会气动力对列车运行安全性的影响不应忽视,在[0,15),[15,20)和[20,25)m·s^-1风速的侧风下,列车车速阈值分别为350,275和200 km·h^-1。 展开更多

关键词 高速铁路 列车交会 车—桥耦合系统 侧风 振动 车速阈值

下载PDF 职称材料

高速铁路简支梁桥车桥系统随机响应 被引量：7

3

作者 朱艳 李小珍 强士中 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期535-540,共6页

为探讨高速铁路简支梁桥车桥系统的随机响应,采用虚拟激励法,将轨道高低不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,使非平稳随机振动问题转化为确定性的时间历程问题.采用分离迭代法求解车桥系统运动方程,运用三倍标准差原理确定车桥... 为探讨高速铁路简支梁桥车桥系统的随机响应,采用虚拟激励法,将轨道高低不平顺转化为一系列频率点处简谐荷载的叠加,使非平稳随机振动问题转化为确定性的时间历程问题.采用分离迭代法求解车桥系统运动方程,运用三倍标准差原理确定车桥系统响应的最大、最小值.最后,讨论了简支梁桥车桥系统的随机响应在不同列车运行速度下的变化规律.研究结果表明:车体竖向位移和加速度的随机性较大,桥梁跨中竖向响应及轮对受到的竖向轮轨力受确定性荷载的影响较大;列车运行速度对桥梁跨中竖向加速度最大值、车体竖向加速度最大、最小值的影响较大. 展开更多

关键词 桥梁工程 随机响应 虚拟激励法 车桥系统 轨道高低不平顺

下载PDF 职称材料

沪苏通大桥风-车-桥耦合系统非线性动力响应研究 被引量：6

4

作者 徐曼 曾滨 +3 位作者 乔宏 许庆 郭薇薇 夏禾 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期83-89,133,共8页

几何非线性是大跨度桥梁结构的主要非线性影响因素之一,对桥梁结构及桥上列车行车安全性的影响不容忽视。该文以世界首座跨度超1 km的公铁两用斜拉桥——沪苏通长江大桥为工程背景,基于桥址区复杂风场实测,采用谱表示法提取实际风场特征... 几何非线性是大跨度桥梁结构的主要非线性影响因素之一,对桥梁结构及桥上列车行车安全性的影响不容忽视。该文以世界首座跨度超1 km的公铁两用斜拉桥——沪苏通长江大桥为工程背景,基于桥址区复杂风场实测,采用谱表示法提取实际风场特征,模拟全桥三维风速场,建立了考虑复杂非线性空间特性的风荷载模型,考虑垂度效应、梁柱效应和大位移效应等几何非线性因素,建立了桥梁非线性计算子模型,采用全过程迭代法计算考虑非线性因素的风-车-桥耦合振动响应,并给出行车安全性分析。结果表明:考虑非线性因素工况下,桥梁与车辆的动力响应均有一定程度的增大,且车辆动力响应的低频成分显著增加;大位移效应对结构响应影响较大,梁柱效应影响较小;忽略非线性因素影响,可能导致响应分析偏小,评估偏不安全;当车速为200 km/h,瞬时风速超过35 m/s,或当瞬时风速为30 m/s,车速超过210 km/h时,车辆轮重减载率指标超出安全阈值,行车安全性受到威胁。沪苏通大桥的非线性风-车-桥耦合振动分析具有重要的科学研究意义,并对保障桥梁结构和列车运行安全具有重要的工程指导作用。 展开更多

关键词 车桥系统 大跨度斜拉桥 几何非线性 桥梁动力响应 行车安全性

下载PDF 职称材料

车桥耦合系统结构初始变形伪惯性力模型研究

5

作者 曾旻 刘汉云 +2 位作者 杨俊伟 毛娜 蒋君 《中国铁路》 北大核心 2024年第3期1-10,共10页

以往车桥耦合动力分析中不考虑结构初始变形与轨道不平顺两者的差异。研究将高速铁路轨道-桥梁结构初始变形与轨道不平顺分开考虑,提出伪惯性力结构初始变形影响分析新模型,采用经典的Hertz弹簧-质量车辆模型,理论推导了车桥动力方程及... 以往车桥耦合动力分析中不考虑结构初始变形与轨道不平顺两者的差异。研究将高速铁路轨道-桥梁结构初始变形与轨道不平顺分开考虑,提出伪惯性力结构初始变形影响分析新模型,采用经典的Hertz弹簧-质量车辆模型,理论推导了车桥动力方程及轮轨力解析式,以高速铁路简支梁为对象,通过MATLAB自编程序,系统开展了车速及接触刚度影响分析。研究表明:整体上,轮轨力响应较车体加速度、桥梁位移响应对初始变形更敏感,Hertz弹簧刚度对轮轨力的影响要大于车速的影响;将初始变形作为附加轨道不平顺线性叠加模型受Hertz弹簧刚度影响大,伪惯性力模型受车速影响大;线性叠加模型高估了结构初始变形对车桥系统动力响应的影响。该研究可为我国即将到来的高速列车-轨道-桥梁系统大批量运维养护潮,提供更精细准确的模拟方法。 展开更多

关键词 桥梁初始变形 车桥耦合系统 伪惯性力 Hertz弹簧 轮轨力

下载PDF 职称材料

阵风下高速列车-独塔斜拉桥耦合振动分析 被引量：3

6

作者 张云飞 李莉 +1 位作者 雷震宇 陈兆玮 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期128-139,共12页

大跨度桥梁一般较柔且桥面较高,车辆与桥梁间耦合作用明显,桥面风速较大时车辆风荷载也将增大,列车-桥梁系统抗风安全性成为重要课题。为了研究阵风环境下高速列车驶过独塔斜拉桥时的耦合振动特性,利用有限元方法建立多自由度有限元独... 大跨度桥梁一般较柔且桥面较高,车辆与桥梁间耦合作用明显,桥面风速较大时车辆风荷载也将增大,列车-桥梁系统抗风安全性成为重要课题。为了研究阵风环境下高速列车驶过独塔斜拉桥时的耦合振动特性,利用有限元方法建立多自由度有限元独塔斜拉桥子系统(转为线性弹性体),利用多刚体动力学方法建立CRH3四动四拖八辆编组高速列车子系统,在两子系统基础上,搭建起高速列车-独塔斜拉桥刚-柔耦合大系统。利用线性滤波法并考虑空间竖向和横向相关性生成了空间脉动阵风,其作为外部激励输入车-桥系统中,选用Park数值积分方法进行了求解。在此基础上,通过时域/频域方法分析阵风激扰对车-桥系统的影响,并继续研究风攻角、行车速度对车辆安全运行的影响,并得到相应条件下的车速限值。研究结果表明:利用有限元与多体动力学方法结合的刚-柔耦合系统同时阵风作为激励输入,可以有效模拟风-车-桥系统;空间脉动阵风使得车-桥系统各动力学响应明显加剧,并激起车辆及桥梁的低频振动;车速提高使桥面低频及车辆中低频振动被激起,振动向更高频率移动;风攻角在60°~90°时影响最大;在预设条件下,车速为230km·h-1时,列车轮重减载率已超过安全限值(0.8),此时列车在桥梁上行驶安全已无法得到保证。 展开更多

关键词 桥梁工程 车桥耦合振动 刚柔耦合系统 横风环境 独塔斜拉桥 高速列车

原文传递

高速铁路车-桥耦合体系地震响应分析 被引量：3

7

作者 刘智 郭恩栋 +1 位作者 贺芊 梁升建 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第3期119-124,共6页

为了研究车桥耦合体系在地震作用下的响应,采用有限元方法,在现有有限元模型基础上,建立了更为精细的高速铁路车-桥耦合模型,计算了车桥体系的动力特性及典型地震动输入下的反应。同时还建立了单桥有限元模型,比较了单桥模型和车桥耦合... 为了研究车桥耦合体系在地震作用下的响应,采用有限元方法,在现有有限元模型基础上,建立了更为精细的高速铁路车-桥耦合模型,计算了车桥体系的动力特性及典型地震动输入下的反应。同时还建立了单桥有限元模型,比较了单桥模型和车桥耦合模型的自振特性和地震响应的差异,得到了桥面加速度反应放大系数。结果表明:在给定的典型地震动作用下,车桥耦合模型地震响应放大系数与单桥模型有较大差异,同时输入地震动频谱特性对桥面地震加速度响应有显著影响。 展开更多

关键词 高速铁路 车-桥耦合体系 地震响应 加速度放大系数

下载PDF 职称材料

实时混合试验的自适应线性二次高斯时滞补偿方法研究 被引量：2

8

作者 张博 周惠蒙 +4 位作者 田英鹏 国巍 古泉 王涛 滕睿 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期75-83,共9页

时滞补偿是实时混合试验(RTHS)成功非常关键的环节,传统时滞补偿方法主要针对建筑结构实时混合试验设计,主要关注低频的时滞补偿能力,但航空、交通等领域的结构频率较高,甚至超过10 Hz,高频信号对结构响应的影响不可忽略,较高的结构频... 时滞补偿是实时混合试验(RTHS)成功非常关键的环节,传统时滞补偿方法主要针对建筑结构实时混合试验设计,主要关注低频的时滞补偿能力,但航空、交通等领域的结构频率较高,甚至超过10 Hz,高频信号对结构响应的影响不可忽略,较高的结构频率要求更小的时滞保证稳定性,对其进行实时混合试验需要在较宽频带上实现时滞补偿。该文提出了自适应线性二次高斯算法(ALQG)提高对高频信号的时滞补偿能力和稳定性。采用不同轨道梁截面刚度参数的桥梁作为数值子结构进行实时混合试验,检验ALQG算法在车桥耦合系统RTHS中时滞补偿的有效性和稳定性,并与采用ATS的结果进行比较。试验结果表明:ALQG算法能够较好补偿RTHS中的高频信号,补偿效果优于ATS算法。 展开更多

关键词 实时混合试验 车桥耦合系统 自适应线性二次高斯控制 时滞补偿 高频信号

下载PDF 职称材料

车桥系统空间非平稳随机分析 被引量：10

9

作者 李小珍 朱艳 强士中 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期88-94,共7页

采用虚拟激励法将轨道高低、方向和左右轨高差不平顺转化为一系列简谐荷载,将非平稳振动分析转化为确定性的时间历程分析,进行三维车桥系统空间非平稳随机分析。采用分离迭代法求解车桥系统运动方程,运用三倍差原理确定系统响应的最大... 采用虚拟激励法将轨道高低、方向和左右轨高差不平顺转化为一系列简谐荷载,将非平稳振动分析转化为确定性的时间历程分析,进行三维车桥系统空间非平稳随机分析。采用分离迭代法求解车桥系统运动方程,运用三倍差原理确定系统响应的最大和最小值,讨论系统响应的功率谱密度。研究表明:车体振动、桥梁跨中横向响应和轮对受到的横向轮轨力的随机性较大,轨道不平顺是其主要影响因素,桥梁跨中垂向响应及轮对受到的垂向轮轨力主要由确定性荷载引起。 展开更多

关键词 桥梁工程 随机响应 功率谱密度 虚拟激励法 车桥系统 轨道不平顺

下载PDF 职称材料

多线地铁列车-高架桥耦合系统动力分析 被引量：3

10

作者 武隽 司慧龙 +2 位作者 董凯 苗通 边一纯 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期263-270,407,共9页

为了对多线地铁高架桥的车桥耦合作用进行分析,基于ANSYS的参数设计语言(parametric design language,简称APDL)建立了能够考虑列车单双线行驶的地铁列车-桥耦合动力分析模型。以一座三跨四线地铁高架连续梁桥为研究对象,采用四动二拖6... 为了对多线地铁高架桥的车桥耦合作用进行分析,基于ANSYS的参数设计语言(parametric design language,简称APDL)建立了能够考虑列车单双线行驶的地铁列车-桥耦合动力分析模型。以一座三跨四线地铁高架连续梁桥为研究对象,采用四动二拖6辆编组B型地铁列车模型,分析了地铁列车分别沿不同单双线运行时桥梁结构的动力响应。结果表明:地铁列车对桥梁的横向位移和加速度影响较小;双线对向运行时桥梁竖向位移和加速度响应峰值大于沿单线运行的情况;双线对向运行时桥梁关键截面内力响应峰值约为沿单线运行时内力代数叠加的67%~99%。所提出的数值模型和计算结果可以为多线地铁高架桥车桥耦合振动研究提供理论方法和评估依据。 展开更多

关键词 地铁列车-桥耦合系统 数值模拟 多线地铁高架桥 对向行车 动力响应

下载PDF 职称材料

基于遗传算法的高速铁路桥梁损伤识别

11

作者 杨宏印 张威 +2 位作者 曹鸿猷 吴楠昊 刘章军 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第7期925-930,985,共7页

针对高速铁路桥梁结构服役局部损伤问题,文章提出一种改进损伤识别因子并结合遗传算法的损伤识别方法。推导了任意单元长度组合的车辆-轨道-桥梁耦合单元及其动力方程,遗传算法采用锦标赛策略及最优保存策略2种选择算子,引入灾变及邻域... 针对高速铁路桥梁结构服役局部损伤问题,文章提出一种改进损伤识别因子并结合遗传算法的损伤识别方法。推导了任意单元长度组合的车辆-轨道-桥梁耦合单元及其动力方程,遗传算法采用锦标赛策略及最优保存策略2种选择算子,引入灾变及邻域搜索机制。通过对不同损伤工况进行多次独立重复计算,对算法的稳定性与准确性进行统计分析。结果表明:在信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)大于25 dB时,识别效果好,极少数误判的结果大概率存在于真实损伤位置的附近或对称处;与单个单元损伤情况相比,多个单元损伤工况平均第一次出现最优解的迭代次数略高,但整体都偏低;SNR与识别率(identification rate,IR)呈“扁S”型Logistic曲线关系。 展开更多

关键词 车辆-轨道-桥梁耦合系统 动力响应 损伤识别 遗传算法 高斯白噪声

下载PDF 职称材料

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

12

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

下载PDF 职称材料

高速铁路常用跨度桥梁动力设计方法

13

作者 张楠 程泽农 《中国铁路》 2021年第9期67-72,共6页

高速铁路常用跨度桥梁在列车通过时具有显著的动力效应。在桥梁设计中,动力效应主要考虑基于实测数据的动力系数、移动荷载列分析以及车-线-桥动力耦合系统仿真等,但这3种形式各有其局限性。为提高桥梁动力设计的科学性和客观性,建议采... 高速铁路常用跨度桥梁在列车通过时具有显著的动力效应。在桥梁设计中,动力效应主要考虑基于实测数据的动力系数、移动荷载列分析以及车-线-桥动力耦合系统仿真等,但这3种形式各有其局限性。为提高桥梁动力设计的科学性和客观性,建议采用随机振动方法计算车-线-桥系统动力响应的数字特征,并通过具有概率意义的指标对计算结果进行评判。 展开更多

关键词 高速铁路 常用跨度桥梁 动力设计 动力系数 移动荷载列 车-线-桥动力耦合系统

下载PDF 职称材料