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《西南交通大学》 2005年
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移动荷载作用下桥梁的振动理论及非线性研究

沈火明  
【摘要】:本文研究工作结合铁道部计划发展项目和西南交通大学基础科学研究基金项目进行。论文工作分为两部分,第一部分为移动荷载作用下简支梁、连续梁振动理论的研究,第二部分为几何非线性对高墩和高墩桥梁动力行为影响的研究。 移动荷载作用下简支梁振动理论的研究主要考虑三个问题:(1)推导了二分之一车辆模型作用下简支梁的车桥耦合振动方程,利用MATLAB的数值计算功能,结合Ruge-Kutta法微分方程数值求解原理,编制了基于ODE系列函数求解系统运动方程组的二次开发函数,较好地对车桥耦合振动问题进行数值求解。与Nemark-β法相比较,在保证精度的前提下,较大地缩短了计算所需的时间;(2)在建立简支梁移动荷载作用下的车桥耦合振动力学模型的基础上,从系统仿真的角度出发,建立了车桥耦合振动作用下简支梁动态响应的仿真模型,进而实现了移动荷载作用下桥梁的系统仿真。将仿真实验结果与数值求解所得结果相比较,在保证计算精度的同时,更具有快速、简单和灵活的显著特点。且能将该系统仿真方法推广到其它梁桥;(3)在模拟轨道不平顺的基础上,通过建立车-桥-TMD动力系统振动方程,研究了编组列车过桥时TMD的控制效应、列车过桥时速度对桥梁挠度的影响和TMD对乘坐舒适性的影响,并给出了不同质量比下TMD控制的效果对比曲线,提出了中小跨度桥梁的建议最佳质量比。最后讨论了MTMD对桥梁振动的控制效果。 在连续梁振动理论的研究中,本文提出了根据哈密顿原理,应用插值振型函数法来研究多跨连续梁在移动荷载作用下车桥耦合振动的动态响应。经实例讨论分析,给出了多跨连续梁在不同速度移动荷载作用下的数值结果。分析表明,该方法具有很好的收敛性和很高的精度。且通过对结果的分析讨
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U441.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王少钦;风及列车荷载作用下大跨度桥梁振动响应研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 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
2 邓伟;筒型机构的间隙模型和参数辨识研究[D];南京理工大学;2012年
3 谢立广;水中悬浮隧道管段接头的力学行为分析[D];西南交通大学;2007年
4 李兆仁;基于MATLAB的车轿耦合振动仿真分析[D];西安建筑科技大学;2008年
5 霍学晋;车桥耦合振动影响因素研究及随机振动分析[D];天津大学;2007年
6 翟淼;桥上弹性轨枕有砟轨道竖向振动特性研究[D];西南交通大学;2009年
7 刘祥;列车荷载作用下武汉站上部钢结构的疲劳分析[D];武汉理工大学;2010年
8 游晓良;非线性TMD系统对斜拉桥振动控制研究[D];中南林业科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张弥,夏禾,冯爱军;轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 杨坪;叶为民;张亚为;;列车动力荷载作用下路基土动力变形分析[J];地下空间与工程学报;2009年06期
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8 夏禾,阎贵平,陈英俊;列车一斜拉桥系统在风载作用下的动力响应[J];北方交通大学学报;1995年02期
9 汪胜,王庆波,夏禾,许克宾;高速铁路双线简支梁桥空间振动响应分析[J];北方交通大学学报;1998年04期
10 王逢朝,夏禾,吴萱;列车振动对环境及建筑物的影响分析[J];北方交通大学学报;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 王东升;冯启民;翟桐;;碰撞对桥梁结构地震反应影响的初步研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
3 刘枫;;一种新型结构形式——高架车站结构动力分析[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
4 吴定俊;顾萍;马坤全;;提速对44m半穿式钢桁梁桥动力影响分析[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1996年
5 田琪;朱东生;;桥墩刚度对铁路车桥系统横向振动的影响[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
6 夏禾;阎贵平;张鸿儒;;支座位移对桥上高速列车运行安全的影响[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
7 陈英俊;;桥梁工程中几个力学问题的进展[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
8 魏芳;阎贵平;;铁路梁式桥弹塑性地震反应分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
9 刘世忠;强士中;;大跨度高墩连续梁车桥动力响应分析[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
10 齐国红;阎贵平;;刚架桥在地震作用下动力放大系数研究[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年
2 于艳丽;桥建合一大型站房结构关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
3 郜新军;地震及列车竖向荷载作用下大跨桥梁动力响应分析研究[D];北京交通大学;2011年
4 罗浩;高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究[D];中南大学;2011年
5 刘海涛;强风作用下列车—汽车—桥梁时变系统的动力响应及行车安全性、舒适性研究[D];中南大学;2011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 杜宪亭;强地震作用下大跨度桥梁空间动力效应及列车运行安全研究[D];北京交通大学;2011年
8 高玉峰;考虑碰撞效应的桥梁非线性地震反应特性研究[D];西南交通大学;2011年
9 朱艳;车桥系统随机振动理论与应用研究[D];西南交通大学;2011年
10 刘德军;风—列车—线路—桥梁系统耦合振动研究[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冰;悬索管道桥的静动力及抖振分析[D];大连理工大学;2010年
2 高昂;哈大客运线预应力箱梁动荷载的有限元分析[D];长沙理工大学;2010年
3 向烨;基于行车舒适性的高填方路基差异沉降指标研究[D];长沙理工大学;2010年
4 徐薇;站桥合一大跨度车站结构车致动力效应分析[D];武汉理工大学;2010年
5 李慧乐;一种铁路新型钢—混凝土组合桁架桥的动力性能研究[D];北京交通大学;2011年
6 王轶霞;四线铁路独塔斜拉桥内力分析及变形限值检算[D];北京交通大学;2011年
7 李征徽;高速铁路高架线路环境振动影响与分析[D];北京交通大学;2011年
8 汤庆超;轮轨相互作用力频谱成分研究[D];北京交通大学;2011年
9 王冠通;地震作用下桥上无砟轨道的力学特性[D];北京交通大学;2011年
10 沈文兵;高速铁路连续梁桥列车荷载动力效应分析[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘学山;盾构隧道的纵向抗震分析研究[J];地下空间;2003年02期
2 郑明军,谢基龙;压缩状态下橡胶件大变形有限元分析[J];北方交通大学学报;2001年01期
3 雷俊卿;赵磊;;自锚式悬索桥主要构件刚度对结构的影响分析[J];北京交通大学学报;2011年01期
4 张弥,夏禾,冯爱军;轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
5 阎贵平,夏禾,陈英俊;列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期
6 夏禾,阎贵平,陈英俊;列车一斜拉桥系统在风载作用下的动力响应[J];北方交通大学学报;1995年02期
7 陈实,徐国彬,高日;列车振动对铁路沿线结构物影响的动力分析[J];北方交通大学学报;1998年04期
8 李海阳,吴德隆,张永;机动武器系统的含间隙动力学研究——上篇:含摩擦碰撞模型[J];兵工学报;2002年02期
9 李海阳,吴德隆,张永;机动武器系统的含间隙动力学研究——中篇:间隙铰模型[J];兵工学报;2002年03期
10 李海阳,吴德隆,张永;机动武器系统的含间隙动力学研究——下篇:系统仿真[J];兵工学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯星梅;中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构型式的研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 王修勇;斜拉桥拉索振动控制新技术研究[D];中南大学;2002年
3 干湧;水下悬浮隧道的空间分析与节段模型试验研究[D];浙江大学;2003年
4 周太全;桥梁构件局部热点应力分析及其疲劳损伤累积过程模拟[D];东南大学;2003年
5 唐茂林;大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D];西南交通大学;2003年
6 李永乐;风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D];西南交通大学;2003年
7 管德清;焊接钢结构疲劳强度与寿命预测理论的研究[D];湖南大学;2003年
8 谢开仲;大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震反应分析与研究[D];广西大学;2005年
9 蔡成标;高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D];西南交通大学;2004年
10 徐庆元;高速铁路桥上无缝线路纵向附加力三维有限元静力与动力分析研究[D];中南大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李娅娜;车桥耦合振动的有限元分析研究[D];大连铁道学院;2002年
2 唐意;刚架拱桥车辆振动可视化仿真研究[D];福州大学;2003年
3 闫亚杰;螺栓球节点网架疲劳性能的试验研究[D];太原理工大学;2003年
4 任伟平;钢桥整体节点疲劳性能试验与研究[D];西南交通大学;2004年
5 张雷;弹性轨枕有碴轨道的基础试验与动力分析[D];西南交通大学;2005年
6 张建东;CFRP拉索系杆拱桥非线性静力性能研究[D];湖南大学;2005年
7 孙长乐;桥梁振动主动控制研究[D];大连交通大学;2005年
8 王长春;水中悬浮隧道与洋流耦合作用的模型试验[D];西南交通大学;2005年
9 陆兆峰;车辆对路面作用的力学行为研究[D];长安大学;2005年
10 肖艳平;桥梁振动控制的初步研究[D];西南交通大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘永健;刘世忠;米静;程高;;双层公路钢桁梁桥车桥耦合振动[J];交通运输工程学报;2012年06期
2 孙洪刚;;列车荷载下弹性支撑条件下桥梁的动力特性分析[J];中国水运(下半月);2012年04期
3 国巍;余志武;邬亮;;高速铁路客站大跨站厅结构竖向多点地震响应研究[J];振动与冲击;2013年16期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 于艳丽;桥建合一大型站房结构关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
2 秦银刚;洋流涡激作用下水中悬浮隧道稳定性的关键技术研究[D];西南交通大学;2009年
3 程潜;考虑列车纵向作用的高架车站动力分析[D];北京交通大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴凯伟;车辆—有砟轨道—桥梁空间耦合系统减振措施研究[D];北京交通大学;2011年
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3 张科乾;悬浮隧道结构设计分析与健康监测[D];浙江大学;2011年
4 邹岩;京津铁路桥的车桥耦合振动研究[D];天津大学;2010年
5 袁小钦;MR-TMD对桥梁振动控制及桥梁动力检测的研究[D];天津大学;2012年
6 杜凤;悬浮隧道水下工作环境动态演示系统的研究[D];西南交通大学;2008年
7 胡鸿运;定常流作用下拉索式悬浮隧道单节管段的振动初探[D];西南交通大学;2008年
8 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
9 翟淼;桥上弹性轨枕有砟轨道竖向振动特性研究[D];西南交通大学;2009年
10 刘祥;列车荷载作用下武汉站上部钢结构的疲劳分析[D];武汉理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 楼梦麟騆;林皋;;附属结构的地震反应[J];地震工程与工程振动;1984年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 胡晓依,吕凤梧,徐伟;基坑水平支撑受移动荷载作用的竖向随机振动分析[J];建筑技术;1999年02期
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5 刘承斌,黄洪波,王柏生;TMD在桥梁振动控制上的应用及其理论分析[J];市政技术;2003年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 谢伟平;徐劲;左鹏飞;;移动荷载作用下轨道系的反应谱分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
5 单德山;李乔;;简支曲线梁桥车致振动分析[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年
6 李建中;苏木标;黄道凤;;多个移动荷载作用下简支梁竖向共振机理研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
7 王常晶;陈云敏;;地基剪切模量对列车引起的动应力的影响[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
8 王文洁;吕中荣;刘济科;;变截面梁桥在移动力下的动响应计算[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
9 王常晶;陈云敏;;路堤刚度对列车引起的地基动应力的影响[A];第二届全国环境岩土与土工合成材料技术研讨会论文集(一)[C];2008年
10 袁驷;叶康生;林斯达;;移动荷载下杆系结构内力包络图的精确计算 第16届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 彭波;高架桥系统环境振动评价与减振分析[D];武汉理工大学;2003年
2 徐斌;移动荷载引起饱和土动力响应及排桩隔振研究[D];上海交通大学;2009年
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4 刘俊卿;地基—路面结构体系的静动力特性研究[D];西安建筑科技大学;2006年
5 蒋吉清;非齐次弹性动力方程的回传射线分析及结构无损检测[D];浙江大学;2008年
6 张勇;武汉软粘土的变形特征与循环荷载动力响应研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
7 周华飞;移动荷载作用下结构与地基动力响应特性研究[D];浙江大学;2005年
8 刘飞禹;交通荷载作用下软土地基动力特性及加筋道路动力响应研究[D];浙江大学;2007年
9 曹彩芹;路面体系分析的多相层合弹性半空间理论[D];西安建筑科技大学;2011年
10 孙宏磊;高速交通荷载作用下饱和土体与线路系统的动力响应[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尧云涛;由响应识别桥上的移动荷载[D];西南交通大学;2004年
2 孙洪刚;移动荷载作用下基于有限元法的环境振动分析[D];武汉理工大学;2003年
3 潘杰麟;车辆移动荷载作用下基坑支护桩—土相互作用研究[D];武汉理工大学;2011年
4 于艳丽;移动荷载作用下轨道系统及高架桥的动力响应分析[D];武汉理工大学;2002年
5 左迎辉;移动荷载作用下饱和土体的动力响应[D];浙江大学;2005年
6 王国波;移动荷载作用下地基土动力响应计算方法的研究[D];武汉理工大学;2003年
7 侯卫;机场刚性道面无损检测理论研究[D];西北工业大学;2004年
8 颜涛;移动荷载作用下基坑支护结构响应分析[D];武汉理工大学;2011年
9 左鹏飞;高速列车作用下轨道系统的动力特性研究[D];武汉理工大学;2002年
10 王保实;移动荷载作用下半刚性基层沥青路面结构的动力响应研究[D];西安建筑科技大学;2011年
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