收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

跨座式单轨交通曲线梁桥车桥耦合振动分析

张凯  
【摘要】:跨座式单轨交通是一种新型的城市轨道交通型式,具有爬坡能力强、适应城市复杂地形的优点,特别适用于地面起伏较大的山区城市。该交通系统以高架线路和曲线线形为主,其轨道梁既是承重结构,又是车辆运行的轨道;车辆采用橡胶轮转向架,其运行、导向机理和轮轨接触关系均不同于传统的钢轮一钢轨制式轨道交通系统,因而其车桥动力相互作用具有独特之处。目前,国内外对跨座式单轨交通动力性能的研究仅局限于分析直线梁桥的车桥动力作用,车桥耦合振动理论还不完善,影响了这项新技术的进一步推广应用。本文以重庆市跨座式单轨交通较新线Ⅰ期工程为依托,推导并建立了跨座式单轨交通曲线梁桥的车桥耦合振动方程,引入了轨道不平顺及地震激励的影响,开发了相应的车桥耦合分析程序,并进行了试验检测验证;进一步讨论了桥梁跨度、行车速度、轨道不平顺、曲线半径、地震激励等对跨座式单轨交通曲线梁桥车桥耦合振动性能的影响。主要研究工作和成果如下: (1)曲线梁桥动力分析模型的建立 基于单纯扭转理论,采用结构力学的方法精确推导了曲梁单元的刚度矩阵,研究了曲梁单元节间集中荷载及节间均布荷载作用下的等效节点荷载矩阵。推导并建立了曲梁单元的一致质量矩阵。按照“对号入座”法则形成了曲线桥梁的整体刚度矩阵、质量矩阵和节点荷载矩阵。基于瑞利比例阻尼的形式建立了曲梁的阻尼矩阵。 (2)跨座式单轨交通车辆动力分析模型的建立 根据跨座式单轨交通车辆结构及走行部特点,建立了15个自由度的车辆空间振动分析模型。基于充气橡胶轮胎点接触模型,对轮胎进行了简化,并推导了跨座式单轨车辆各轮对的径向力、阻尼力、侧偏力和回正力矩以及走行轮的摇头力矩。基于达朗贝尔原理,并考虑曲线半径和超高的影响建立了跨座式单轨交通曲线梁桥的车桥耦合动力方程。曲线梁桥车桥耦合振动模型中曲线半径趋于无穷大时吻合于直线梁桥的车桥耦合振动分析模型。 (3)轨道不平顺模拟及车桥耦合振动方程求解算法的编制 借鉴美国六级轨道谱密度函数、公路不平度功率谱及日本文献实测钢轨道梁表面不平顺功率谱密度函数,对跨座式单轨交通PC轨道梁轨道不平顺进行了研究,基于三角级数法模拟生成了轨道不平顺时间序列。车桥耦合振动方程求解采用逐步积分的Newmark-β迭代法,每一时间步采用了“预测—校正”的方法。 (4)跨座式单轨交通曲线梁桥车桥耦合振动分析程序编制和试验验证 基于推导的车桥耦合振动理论方程和设计的车桥耦合振动分析求解思路,编制了车桥耦合振动分析程序。通过重庆市跨座式单轨交通较新线Ⅰ期工程直线段、曲线段试验检测结果的验证,证实了车桥耦合理论分析的正确性和程序的有效性。 (5)桥梁结构设计参数及车辆运行参数对车桥振动响应的影响 基于验证的车桥耦合分析程序,分析了桥梁跨度、曲线半径、行车速度、轨道不平顺等对车桥耦合振动性能的影响。研究表明:①桥梁跨度、行车速度对车桥动力性能的影响比较复杂,呈现出复杂的影响形态;②当曲线半径大于600m时,可以近似忽略曲线半径的影响;③轨道不平顺对车桥耦合动力性能影响显著,轨道不平顺模拟准确性直接关系着车桥耦合分析结果的准确性。 (6)地震作用下的车桥耦合振动分析理论与参数敏感性分析 研究了地震作用下车桥耦合振动分析合理的地震波输入方式,推导了地震作用下的车桥耦合振动方程,编制了地震作用下的车桥耦合振动分析程序,分析了车辆行驶速度、初始条件、曲线半径等对地震激励下车桥振动响应的影响。研究表明:①地震激励影响轨道梁和车辆的耦合振动;②地震激励可以按照地震加速度波的形式输入;③地震荷载作用下,单轨车辆在桥上相当于增加了阻尼器,桥梁的振动响应稍有削弱,但车辆的振动响应显著增加;④地震发生时车辆的初始位置对车桥耦合振动响应结果有很大的影响;⑤当曲线半径小于600m,曲线半径减小,车桥振动响应明显增加,曲线半径大于600m时,可以近似忽略曲线半径的影响;⑥地震作用下车辆行驶速度对车桥振动响应有一定的影响,但影响并不明显。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 单德山,李乔;考虑桩土作用的铁路曲线梁桥车桥耦合振动分析[J];重庆交通学院学报;2004年06期
2 余华;吴定俊;;Hermite插值在车桥耦合振动中的应用[J];振动与冲击;2006年02期
3 刘舒;王宗林;王淑涛;;车速对大跨度钢管混凝土拱桥车桥耦合振动的影响分析[J];交通科技与经济;2006年03期
4 严定坤;;药湖高架桥车桥耦合振动分析[J];公路交通科技(应用技术版);2008年S2期
5 姜天华;霍凯成;;天兴洲长江大桥列车走行性分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年03期
6 马继兵;蒲黔辉;霍学晋;;跨座式单轨交通PC轨道梁车桥耦合振动分析[J];西南交通大学学报;2009年06期
7 殷立辉;田春竹;;车桥耦合系统桥面破损动力效应分析[J];黑龙江水专学报;2009年04期
8 章长玖;王贵春;陈淮;;车辆过桥的动力响应研究[J];武汉理工大学学报;2010年09期
9 罗云丰;孟阳君;;双曲拱桥的车桥耦合振动试验研究[J];湖南城市学院学报(自然科学版);2010年04期
10 王凌波;贺拴海;蒋培文;;基于车桥耦合振动的桥梁检测方法研究[J];郑州大学学报(工学版);2011年01期
11 黎春源;江祥林;周桃玉;陈艳红;;药湖高架桥车桥耦合振动分析[J];交通科技;2006年02期
12 李广慧;杨广军;黄醒春;邓建华;;轮轨作用力计算分析及其校核[J];铁道车辆;2007年11期
13 郑翀;吴定俊;;大跨度公路、轨道交通两用桥列车走行性及合理刚度探讨[J];城市轨道交通研究;2008年02期
14 崔圣爱;祝兵;;客运专线大跨连续梁桥车桥耦合振动仿真分析[J];西南交通大学学报;2009年01期
15 王荣富;王渊;吴朴;;部分斜拉桥索塔梯度温度影响及结构动力特性分析[J];公路交通科技(应用技术版);2010年11期
16 蒋培文;贺拴海;宋一凡;王凌波;;桥面局部凹陷时的连续梁车桥耦合振动分析[J];武汉理工大学学报;2011年02期
17 汪家正;;不同横隔板布置形式对车桥耦合振动的影响[J];交通世界(运输.车辆);2011年07期
18 吴定俊;李奇;陈艾荣;;车桥耦合振动迭代求解数值稳定性问题[J];力学季刊;2007年03期
19 朱嘉科;易灵芝;;变速移动车辆荷载作用下车桥耦合系统动力特性分析[J];科技资讯;2008年30期
20 李珍;念良宏;;基于ANSYSLS-DYNA的桥面平整度仿真模型构建探讨[J];公路交通技术;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁勇;谢旭;黄剑源;;考虑桥面板局部振动的全有限元车桥耦合振动分析[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2010年
2 高芒芒;许兆军;熊建珍;;既有线常用跨度简支梁桥的车桥耦合振动分析研究[A];工程设计与计算机技术:第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年
3 王永刚;潘家英;程庆国;;大跨度铁路桥梁车振的TLD控制探讨[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(下册)[C];1998年
4 宁晓骏;周亦唐;强士中;;高速铁路桥墩横向刚度的初步研究[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
5 李小珍;朱艳;张黎明;张宁;;路面随机不平顺对车桥系统动力响应的影响分析[A];随机振动理论与应用新进展——第六届全国随机振动理论与应用学术会议论文摘要集[C];2008年
6 李小珍;朱艳;张黎明;郝超;;移动车辆荷载作用下公路桥梁的动力响应分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
7 李小珍;张黎明;童登国;强士中;;公路桥梁与车辆耦合振动理论与分析模型[A];第十八届全国桥梁学术会议论文集(下册)[C];2008年
8 江婧;戴公连;;新建武汉站站前高架小半径大弧度预应力曲线梁桥设计[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(上册)[C];2010年
9 张洪伟;朱尔玉;;钢-混简支组合轨道梁动力特性研究[A];2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集[C];2006年
10 付莉;罗奇峰;;多维激励下曲线梁桥地震反应分析[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张凯;跨座式单轨交通曲线梁桥车桥耦合振动分析[D];北京交通大学;2012年
2 崔圣爱;基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合振动精细化仿真研究[D];西南交通大学;2009年
3 逄焕平;大跨度悬索桥计算理论及其车桥耦合振动分析[D];合肥工业大学;2010年
4 张鹤;交通荷载作用下桥梁振动与噪声问题研究[D];浙江大学;2010年
5 马继兵;跨座式单轨交通系统结构静动力行为研究[D];西南交通大学;2008年
6 邓子铭;新长沙站结构振动分析与振动控制研究[D];中南大学;2010年
7 赵甲荐;胶轮轨道列车—桥梁系统空间振动响应研究[D];华南理工大学;2011年
8 李军强;演变随机响应问题的统一解法及应用[D];西北工业大学;2000年
9 黄新艺;混凝土连续曲线梁桥在车辆荷载作用下的动力响应研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 黄林;列车风与自然风联合作用下的车—桥耦合振动分析[D];西南交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孔树清;公路钢箱梁车桥耦合振动的精细化有限元分析[D];宁波大学;2011年
2 郑亮;高墩大跨桥梁车桥耦合振动模型试验研究[D];长安大学;2011年
3 邹岩;京津铁路桥的车桥耦合振动研究[D];天津大学;2010年
4 邑强;基于车桥耦合振动分析的公路桥梁损伤识别方法研究[D];天津大学;2012年
5 韩兴;鸭池河桥的车桥耦合振动研究[D];西南交通大学;2011年
6 刘洋;公路斜拉桥车桥耦合振动及行车舒适度分析[D];中南大学;2012年
7 雷霜;车—桥耦合系统的振动响应分析与主动控制[D];西安理工大学;2010年
8 米静;车桥耦合振动对双层钢桁桥的冲击作用研究[D];长安大学;2011年
9 王荣波;非线性悬架系统连续弯梁桥车桥耦合振动分析[D];浙江工业大学;2009年
10 胡秀月;公路高墩大跨连续刚构桥车桥耦合振动研究[D];西南交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沈觉;跨座式单轨交通技术瓶颈被打破[N];中国船舶报;2009年
2 驻重庆记者杨贵全 通讯员段绪江;中铁二十三局集团六公司轻轨PC梁生产屡创佳绩[N];中国建材报;2009年
3 王松涛;重庆构建产业技术创新战略联盟[N];中国化工报;2009年
4 本报记者 关媛媛 实习生 周娟;科技,铺平重庆人的出行路[N];重庆日报;2010年
5 记者 关媛媛;构建优势领域完整产业链[N];重庆日报;2009年
6 记者 谢国苍;银川佳通轮胎“叫板”外企垄断[N];宁夏日报;2010年
7 通讯员 夏杰 陈宏;重庆完善防雷标准化体系[N];中国气象报;2011年
8 卜小平;预应力设置方式的调整对弯桥内力的优化[N];晋中日报;2011年
9 关媛媛;重庆:拟建十大产业技术创新联盟[N];商务时报;2009年
10 记者 梁鹏;轻轨首次出海 韩国大邱轨道线“重庆造”[N];重庆商报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978