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车辆—无碴轨道—桥梁系统的振动研究

刘兵  
【摘要】: 与传统的有碴轨道相比,无碴轨道以其维修工作量少、稳定性及耐久性好、平顺性高的优点,已成为高速铁路轨道结构的发展方向。但无碴轨道也因刚度较大,振动和噪声水平较有碴轨道高。随着我国高速铁路建设的飞速发展,越来越多的轨道结构采用了无碴轨道技术,因此开展车辆-无碴轨道-桥梁结构系统振动问题研究具有重要的理论和现实意义。本文针对我国高速铁路常用的板式无碴轨道结构,考虑车辆6个自由度以及轮轨衔接条件,采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,建立了高速列车-无碴轨道-桥梁竖向耦合系统动力分析模型。基于Fortran PowerStation 4.0平台,采用Fortran语言编制了相应的计算机程序,以轨道竖向不平顺作为振动激励源,进行了车-轨道-桥梁系统的振动仿真分析。主要完成了以下工作: 首先分析计算了高速铁路标准24m简支梁的动力响应,验证了本文程序和方法的正确性;然后以广珠城际轨道交通容桂水道连续刚构桥为工程背景,计算在不同车速,不同轨道不平顺等级下车辆、无碴轨道、桥梁的动力响应,得出有关结论;考虑到无碴轨道结构的复杂性,详细分析了轨道参数的变化对系统的动力响应影响,总结归纳了其变化规律,并给出相应参数的建议值;最后,以建议的轨道参数取值计算了容桂水道连续刚构桥的动力响应,达到了预期的减振效果。本文的研究工作对我国客运专线上无碴轨道的设计和施工具有一定的指导意义。


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