鐵路大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車—橋耦合振動(dòng)研究

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1、２４；中圖分類號(hào)：Ｕ０３２７密ｉ：公開ＵＤＣ：本校編號(hào)：讀Ｗ文違乂＃工程碩±學(xué)位論文論文題目一：鐵路大跨度向支鋼椅梁橋車橋Ｉ蜀合振動(dòng)巧究研究生掛名：陳敦學(xué)號(hào)：０６１２０７５￣＾根會(huì)職稱教授（解）學(xué)校指導(dǎo)教師姓名：：企業(yè)指導(dǎo)教師姓名：吳祥海職稱授級(jí)高工：教：建筑與王木工程申請(qǐng)學(xué)位工程領(lǐng)域名稱２０１５ｉ．Ｏ２０１５論文答辯日期．０６論文提交日期；；ｉ獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作和取得

2、的研巧成果，除了文中特別加標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研宛成果，也不包含獲得蘭州巧通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作。與我了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：襄簽字日期；＾《年／月／度日爍學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解蘭州交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)蘭州交通大學(xué)可１＾將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保

3、存、匯編ｉ＾Ｊｌ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）學(xué)位論文作者簽名；蘇襄導(dǎo)師簽名；＂簽字日期：辦您年月巧日簽字日期：年月ｄ日＾工程碩士學(xué)位論文鐵路大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)研究TheAnalysisonVehicle-BridgeCoupledVibrationforRailwayLarge-SpanSimplySupportedSteelTrussBridge作者姓名：陳敦工程領(lǐng)域：建筑與土木工程研究方向：橋

4、梁工程學(xué)號(hào)：0612075校內(nèi)導(dǎo)師：王根會(huì)企業(yè)導(dǎo)師：吳祥海完成日期：2015.04蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要車輛通過(guò)橋梁時(shí)將引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，而橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反過(guò)來(lái)又會(huì)影響車輛的振動(dòng)，這就是車-橋耦合振動(dòng)的問(wèn)題。隨著車輛速度和載重的不斷提高，以及橋梁結(jié)構(gòu)在鐵路線路中的大量使用，為有效的對(duì)鋼桁梁橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)和車輛的舒適性、安全性和平穩(wěn)性進(jìn)行評(píng)估，以及為以后同類橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考，需對(duì)鐵路大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)研究。本文以黃韓侯鐵路

5、新黃河特大橋-156m簡(jiǎn)支鋼桁梁橋作為工程背景進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)研究。首先，建立了四軸27個(gè)自由度的車輛振動(dòng)分析模型，結(jié)合模型利用Lagrange方程推導(dǎo)了車輛的運(yùn)動(dòng)方程并組建了動(dòng)力學(xué)方程組，采用模態(tài)綜合法建立了橋梁的動(dòng)力振動(dòng)方程，對(duì)輪軌相互作用關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，對(duì)車-橋耦合系統(tǒng)激勵(lì)源(人工蛇形波和軌道不平順)進(jìn)行了模擬，組建了車-橋系統(tǒng)振動(dòng)的動(dòng)力平衡總方程組，并介紹了動(dòng)力方程組的求解方法以及車-橋耦合振動(dòng)聯(lián)合仿真技術(shù)。然后，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于車-橋耦合振動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的相關(guān)規(guī)范，結(jié)合本文實(shí)際工程背景建立了

6、統(tǒng)一的振動(dòng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，結(jié)合本文的工程背景及相關(guān)計(jì)算參數(shù)，利用ANSYS和MIDAS/CIVIL軟件建立新黃河特大橋的有限元模型，對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行計(jì)算，并依據(jù)各國(guó)不同規(guī)范的規(guī)定對(duì)橋梁自振頻率進(jìn)行了評(píng)定和分析。最后，利用ANSYS和UM軟件聯(lián)合仿真分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)機(jī)車、編組客車和編組貨車以設(shè)計(jì)時(shí)速通過(guò)橋梁時(shí)，對(duì)大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)橋梁和車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)參數(shù)的分析，計(jì)算了共振速度。在此基礎(chǔ)上從橋梁結(jié)構(gòu)的橋門架、寬跨比、曲線鋼桁梁橋和車輛系統(tǒng)的軌道不平順以及貨車編組角度出發(fā)，研究大跨度簡(jiǎn)

7、支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)的影響因素。經(jīng)過(guò)計(jì)算分析得出：(1)大跨度鋼桁梁橋的橫向剛度相對(duì)較?。?2)不同編組情況下以設(shè)計(jì)時(shí)速通過(guò)橋梁時(shí)，車輛和橋梁的各項(xiàng)動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)均在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)；(3)鋼桁梁橋橋門架對(duì)橋梁跨中橫向加速度影響較大；(4)曲線鋼桁梁橋隨著線路半徑的增大，各車輛動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)逐漸變小，輪軌力受到影響；(5)鋼桁梁橋?qū)捒绫鹊脑黾邮沟脵M向剛度隨之增加，橋梁橫向振動(dòng)變小；(6)各項(xiàng)車輛動(dòng)力響應(yīng)均隨著軌道情況變差而總體呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，車輛安全性、舒適性和平穩(wěn)性指標(biāo)逐漸變差；(7)全列空車編組和空重混編

8、對(duì)鋼桁梁車-橋耦合系統(tǒng)是不利的編組形式，實(shí)際情況中應(yīng)該盡量避免。關(guān)鍵詞：大跨度鋼桁梁橋；車-橋耦合；輪軌關(guān)系；振動(dòng)分析論文類型：應(yīng)用研究-I-大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)研究AbstractWhenthevehiclespassesthroughthebridgeswillcausethevibrationofthebridgestructure,andthevibr