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《高速鐵路大跨度預應力混凝土連續(xù)梁動力性能試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、鐵道建筑RailwayEngineering6文章編號：1003-1995(2012)04—0006-04高速鐵路大跨度預應力混凝土連續(xù)梁動力性能試驗研究尹京，王巍，劉鵬輝，姚京川，孟鑫，(1．中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京100081；2．中國鐵道科學研究院高速鐵路軌道技術國家重點實驗室，北京100081)摘要：通過測試(48+3×80+48)m大跨度預應力混凝土連續(xù)梁的自振特性和試驗貨車、CRH2動車組以各種速度通過橋梁時的動力響應，結(jié)合理論計算分析，對大跨度連續(xù)梁動力性能進行分析和評價。結(jié)果表明：引起大跨度連續(xù)梁豎向振動的主要激振源是列車的移動
2、荷載效應，豎向加載頻率主要取決于列車速度和車長；列車荷載激勵頻率和大跨度預應力混凝土連續(xù)梁的某階自振頻率相吻合時，橋梁的振動響應出現(xiàn)峰值，各跨振動響應峰值與該階自振頻率對應的振型形狀有關；實測梁體動力響應均符合相關規(guī)范要求，能夠滿足列車運行安全性和平穩(wěn)性的要求。關鍵詞：大跨度預應力混凝土連續(xù)梁動力性能試驗研究中圖分類號：U446．1文獻標識碼：A關于高速列車作用下橋梁動力響應問題的研究，松浦章夫¨，F(xiàn)ryba等人建立了比較完善的力學模型和運動方程。由于高速列車作用下橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應會直接影響軌道線路的平順性，影響行車安全和旅客舒適度，因此對這些大跨度橋梁的
3、動力性能試驗研究非常重要。本文以(48+3×80+48)m大跨度預應力混凝土連續(xù)梁為例，結(jié)合理論計算分析，對大跨度預應力混凝土連續(xù)橋梁進行動力學分析和評價。1(48+3×80+48)In連續(xù)梁橋概貌1試驗概況動車組為CRH2空車，8節(jié)編組，試驗速度為180～275km／h，如圖3。(48+3×80+48)m大跨度預應力混凝土連續(xù)梁車一橋耦合作用是包含輪軌相互作用的復雜過橋全長337．5In，端支座處、邊跨直線段和跨中處梁高程。本文將采用一種快速建模和計算的方法，將列車4．0m，中支點處梁高7．0m，橫截面為直腹板，單箱單模擬成一系列間距的集中荷載，作為移動荷
4、載來計算，室，底寬6．7nl，頂板寬13In，頂板厚45cm。橋上線路不考慮質(zhì)量移動，以隱式時間推進為基礎，遵守為有砟軌道，直線、平坡。采用雙KZQZ曲面球型減隔Newmark法。通過這種方法既可以得到相對滿意的結(jié)震支座，橫橋向支座中心距5．3m。橋墩為圓端形實果，又可快速計算由車輛高速經(jīng)過橋梁所引起的動力心墩，嵌巖樁基礎，墩高10．65m。全橋概貌見圖1。效應，快速找到可能的共振速度，為實際運營試驗提供理論計算采用通用有限元軟件TDV建模，全橋以指導。列車的理想模型如圖4所示。梁單元模擬，縱向固定支座位于第3跨3號橋墩上。列車荷載按實際試驗編組分為試驗貨車
5、和動車組2動力特性分析兩種：2．1自振頻率試驗貨車編組為HXD。+12輛c。(重)+13輛通過有限元模型模態(tài)分析可以得到(48+3×C。(空)，試驗速度為80～120km／h，如圖2。80+48)m連續(xù)梁前四階振型以及相應的自振頻率值，分別如圖5和表1所示。將自振頻率理論值和實收稿日期：2011一i1—18；修回日期：2011—12-10基金項目：鐵道部科技研究開發(fā)計劃項目(J2010G005)測值(脈動法)進行比較，可以看出結(jié)構(gòu)自振頻率實測作者簡介：尹京(1983一)，男，天津市人，助理研究員，碩士。值略大于理論計算值，這主要是由實際混凝土彈性模2012年
6、第4期高速鐵路大跨度預應力混凝土連續(xù)梁動力性能試驗研究7墾蠡雖弱雖雖墾弱2622禽6．37露器637囂豁7．38囂器738器rq一一一一一一一一HXDIc機車12~jC80重車l3輛c70空車圖2試驗貨車編組(力單位：kN；距離單位：m)雖墨墨墨曼墨墨墨墨墨雖墨墨墨曼呈墨墨雖雖墨墨雖雖墨墨曼墨墨墨雖墨15151515151515515圖3動車組編組(力單位：kN；距離單位：m)列車(多點荷載)圖4列車理想模型示意—．＼—(a)1階對稱豎彎，=1．80Hz圖6試驗貨車作用下實測豎向強振頻率～與行車速度關系(b)2階反對稱豎彎，=2．59Hz(c)3階對稱豎彎，
7、=3．58Hz(d)4階反對稱豎彎，；5．12Hz圖5梁體前4階豎向振型表1梁體豎向自振頻率值Hz圖7動車組作用下實測豎向強振頻率與行車速度關系常見跨度簡支梁的豎向動力響應主要取決于1階模態(tài)，高階模態(tài)不易被激勵，而大跨度連續(xù)梁的響應不同，除1階模態(tài)外，前幾階模態(tài)自振頻率也較小，很可能與列車荷載強振頻率接近，當移動荷載的強振頻率量大于理論值所致。和橋梁的某階頻率相吻合時，橋梁的振動響應出現(xiàn)峰2．2跨中豎向振幅值。此外，由于振型的不同，各個孔跨在列車荷載的激實測試驗貨車、動車組作用下豎向強振頻率與行勵下，也會表現(xiàn)出不同的動力響應。試驗貨車、動車組車速度關系分別如
8、圖6和圖7所示。試驗貨車、動車作用下梁體跨中豎向振幅
