[碩士]大跨度斜拉橋的風(fēng)—車—橋耦合振動分析

內(nèi)容簡介

　　[碩士]大跨度斜拉橋的風(fēng)—車—橋耦合振動分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　大跨度橋梁在風(fēng)的動力作用下，會產(chǎn)生較大的變形和振動，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全、橋上車輛的運行安全以及旅客的乘坐舒適度產(chǎn)生很大的影響。全文具體內(nèi)容包括以下四個部分:　　首先，回顧大跨度橋梁一斜拉橋的發(fā)展現(xiàn)狀及對本論文研究的安慶長江鐵路大橋概況介紹，簡要回顧車一橋禍合振動、風(fēng)致橋梁振動和風(fēng)對車的作用的研究現(xiàn)狀以及風(fēng)一車一橋禍合振動分析的現(xiàn)狀，闡述了將風(fēng)、列車和橋梁三者統(tǒng)一為一個交互作用、協(xié)調(diào)工作的禍合振動系統(tǒng)進(jìn)行分析研究的意義和必要性?！　? 其次，應(yīng)用橋梁結(jié)構(gòu)動力學(xué)、車輛動力學(xué)以及輪軌相互作用原理，根據(jù)系統(tǒng)間迭代法建立了風(fēng)荷載作用下的列車和橋梁系統(tǒng)動力相互作用分析模型;采用模態(tài)綜合技術(shù)，建立了風(fēng)一車一橋系統(tǒng)動力方程組?！　? 再次，通過分析脈動風(fēng)的特性，基于風(fēng)一車一橋動力系統(tǒng)禍合作用的機(jī)理，運用一種簡化的建立大跨度橋梁三維脈動風(fēng)速場的方法:采用譜解法將實際面狀的大跨度橋梁的三維相關(guān)脈動風(fēng)速場簡化為沿主梁分布的一維脈動風(fēng)速場，并采用Fourier逆變換技術(shù)加快了模擬速度?！　? 最后，以安慶長江鐵路大橋為工程背景，模擬了在脈動風(fēng)作用下，列車上橋、出橋的全過程，計算了橋梁和車輛的各項動力響應(yīng)，多工況對比分析了風(fēng)速、車速等因素對風(fēng)一車一橋動力系統(tǒng)振動特性的影響，對風(fēng)荷載作用下大跨度橋梁及橋上運行車輛的振動性能進(jìn)行了評價。并對作用在移動車體上的橫向平均風(fēng)壓所形成的橫向移動荷載列對橋梁的沖擊作用進(jìn)行了分析計算?！　? 研究表明:(1)脈動風(fēng)和平均風(fēng)對橋梁動力響應(yīng)的影響很大。大跨度橋梁的橫向、扭轉(zhuǎn)位移響應(yīng)主要由風(fēng)力控制，而豎向位移響應(yīng)則主要受運行列車影響較大，但風(fēng)速越高，列車的影響相對減弱。(2)作用在移動車體上的橫向平均風(fēng)壓對橋梁的橫向沖擊作用十分顯著。它是引起的橋面橫向位移響應(yīng)的重要因素。(3)風(fēng)對橋上運行車輛的影響很大。當(dāng)風(fēng)速超過20m/s時，橋上列車以250km/h運行時的運行安全性受到威脅。<4)車輛和橋梁的動力響應(yīng)在總體上隨風(fēng)速的增大而逐步急速增大。

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