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《地震作用下高速列車—軌道—橋梁耦合振動(dòng)及行車安全性分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、ClassifiedIndex：U24；U21；0327U．D．C：625；629SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationHIGH．SPEEDTRAIN．TRACK．BRIDGECOUPLEDVIBRATIONUNDERSEISMICEXCITATIONSANDRUNNINGSAFETYGrade：2008Candidate：Ⅵ峻NGShaolinAcademicDegreeAppliedfor：DoctorDegreeSpeciality：VehicleEngineerin
2、gSupervisor：Prof．ZhaiWanmingSep，2012西南交通大學(xué)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學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；2．不保密Ej9，使用本授權(quán)書。(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“、／”)學(xué)位論文作者簽名：王鄉(xiāng)拭指導(dǎo)老師簽日期：丸侈年／月侈日日期：
3、2秒廠多年／月∥緇西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中作了明確的說明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：1．論文基于橋梁抗震和鐵路大系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究思想，詳細(xì)地考慮輪軌相互作用關(guān)系和橋軌相互作用關(guān)系，建立了地震作用下的高速列車一軌道一橋梁耦合振動(dòng)模型(論文第2章)。2．對比分析了一致地震激勵(lì)下行車速度、
4、軌道不平順激勵(lì)、地震強(qiáng)度、地震幅頻特性、橋梁結(jié)構(gòu)類型等多個(gè)因素對耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律，并重點(diǎn)從輪軌相互作用關(guān)系和橋軌相互作用關(guān)系的角度解釋了這些變化規(guī)律(論文第4章)。3．針對非一致地震激勵(lì)下，高速列車一軌道一橋梁耦合系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行研究，討論了地震作用下的行車安全性問題，嘗試給出了列車高速過橋的安全限值(論文第5、6章)。學(xué)位論文作者簽名：王鄉(xiāng)椽日期：7lD留年／月∥日西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文第1頁摘要橋梁是鐵路的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是鐵路建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。隨著中國高速鐵路的大規(guī)模發(fā)展，橋梁在高速鐵路中所占比例大幅度提
5、高，地震發(fā)生時(shí)，高速列車運(yùn)行于橋上的幾率增大。高速行車條件下，車軌橋系統(tǒng)的動(dòng)力作用突出，加上中國地震活動(dòng)的頻度高、強(qiáng)度大、震源淺、分布廣，車輛在地震作用下發(fā)生橋上脫軌和傾覆的可能性大大增加，地震對橋上高速列車的行車安全性產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。因此，為保證高速鐵路的安全運(yùn)營，建立和完善高速鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)，開展地震作用下的高速列車一軌道一橋梁系統(tǒng)耦合振動(dòng)研究和行車安全性評價(jià)是十分必要的。本文從橋梁抗震和鐵路大系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，結(jié)合列車一軌道一橋梁動(dòng)力學(xué)聯(lián)合攻關(guān)研究組的相關(guān)研究成果，建立了地震作用下高速列車一軌道一橋梁耦合振動(dòng)分析模型，編制
6、了計(jì)算分析軟件，并將其應(yīng)用于地震作用下高速列車一軌道一橋梁相互作用系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)特征、影響因素和影響規(guī)律分析以及列車過橋安全性分析和評價(jià)等方面，為高速鐵路橋梁的抗震設(shè)計(jì)及運(yùn)營列車的地震預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。首先依據(jù)列車一軌道一橋梁耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模思路與原則，分別建立了機(jī)車車輛、軌道結(jié)構(gòu)及橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析模型，并詳細(xì)給出各子系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程。車輛針對四軸高速車輛建模，共包含35個(gè)自由度，詳細(xì)考慮車輛的非線性環(huán)節(jié)；軌道分別針對雙塊式無砟軌道、單元板式無砟軌道和有砟軌道進(jìn)行建模；橋梁結(jié)構(gòu)采用有限元方法建模，包含空間梁單元、板殼單元等
7、常用單元類型。在耦合振動(dòng)模型中，依據(jù)地震作用下列車一軌道一橋梁動(dòng)態(tài)相互作用原理，考慮完善的輪軌相互作用關(guān)系橋軌相互作用關(guān)系，將車輛、軌道和橋梁子系統(tǒng)耦合起來，將地震荷載視為系統(tǒng)的外部激勵(lì)，采用加速度輸入模式將地震荷載直接施加于橋墩底部的支承點(diǎn)處，并通過影響矩陣作用于橋跨結(jié)構(gòu)，然后借助于輪軌相互作用關(guān)系和橋軌相互作用關(guān)系影響整個(gè)耦合系統(tǒng)的振動(dòng)。然后，針對地震作用下高速列車一軌道一橋梁系統(tǒng)相互作用的特點(diǎn)，選用顯隱式混合積分的模式，編制了地震作用下的車軌橋計(jì)算分析軟件VTBDYNA，并利用商用軟件SIMPACK對VTBDYNA進(jìn)行了分析對比，
8、借助于京津城際高速鐵路和武廣高速鐵路現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了計(jì)算軟件的可靠性和有效性。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述了一致地震作用下，高速列車一軌道一橋梁相互作用系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)特征，對比分析了行車速度、軌道不平順激勵(lì)、地震
