[碩士]大跨度斜拉橋的風(fēng)—車—橋耦合振動(dòng)分析

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　[碩士]大跨度斜拉橋的風(fēng)—車—橋耦合振動(dòng)分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：北京交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2010　　大跨度橋梁在風(fēng)的動(dòng)力作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的變形和振動(dòng)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全、橋上車輛的運(yùn)行安全以及旅客的乘坐舒適度產(chǎn)生很大的影響。全文具體內(nèi)容包括以下四個(gè)部分:　　首先，回顧大跨度橋梁一斜拉橋的發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)本論文研究的安慶長(zhǎng)江鐵路大橋概況介紹，簡(jiǎn)要回顧車一橋禍合振動(dòng)、風(fēng)致橋梁振動(dòng)和風(fēng)對(duì)車的作用的研究現(xiàn)狀以及風(fēng)一車一橋禍合振動(dòng)分析的現(xiàn)狀，闡述了將風(fēng)、列車和橋梁三者統(tǒng)一為一個(gè)交互作用、協(xié)調(diào)工作的禍合振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析研究的意義和必要性?！　? 其次，應(yīng)用橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、車輛動(dòng)力學(xué)以及輪軌相互作用原理，根據(jù)系統(tǒng)間迭代法建立了風(fēng)荷載作用下的列車和橋梁系統(tǒng)動(dòng)力相互作用分析模型;采用模態(tài)綜合技術(shù)，建立了風(fēng)一車一橋系統(tǒng)動(dòng)力方程組。　　再次，通過(guò)分析脈動(dòng)風(fēng)的特性，基于風(fēng)一車一橋動(dòng)力系統(tǒng)禍合作用的機(jī)理，運(yùn)用一種簡(jiǎn)化的建立大跨度橋梁三維脈動(dòng)風(fēng)速場(chǎng)的方法:采用譜解法將實(shí)際面狀的大跨度橋梁的三維相關(guān)脈動(dòng)風(fēng)速場(chǎng)簡(jiǎn)化為沿主梁分布的一維脈動(dòng)風(fēng)速場(chǎng)，并采用Fourier逆變換技術(shù)加快了模擬速度。　　最后，以安慶長(zhǎng)江鐵路大橋?yàn)楣こ瘫尘?，模擬了在脈動(dòng)風(fēng)作用下，列車上橋、出橋的全過(guò)程，計(jì)算了橋梁和車輛的各項(xiàng)動(dòng)力響應(yīng)，多工況對(duì)比分析了風(fēng)速、車速等因素對(duì)風(fēng)一車一橋動(dòng)力系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響，對(duì)風(fēng)荷載作用下大跨度橋梁及橋上運(yùn)行車輛的振動(dòng)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。并對(duì)作用在移動(dòng)車體上的橫向平均風(fēng)壓所形成的橫向移動(dòng)荷載列對(duì)橋梁的沖擊作用進(jìn)行了分析計(jì)算?！　? 研究表明:(1)脈動(dòng)風(fēng)和平均風(fēng)對(duì)橋梁動(dòng)力響應(yīng)的影響很大。大跨度橋梁的橫向、扭轉(zhuǎn)位移響應(yīng)主要由風(fēng)力控制，而豎向位移響應(yīng)則主要受運(yùn)行列車影響較大，但風(fēng)速越高，列車的影響相對(duì)減弱。(2)作用在移動(dòng)車體上的橫向平均風(fēng)壓對(duì)橋梁的橫向沖擊作用十分顯著。它是引起的橋面橫向位移響應(yīng)的重要因素。(3)風(fēng)對(duì)橋上運(yùn)行車輛的影響很大。當(dāng)風(fēng)速超過(guò)20m/s時(shí)，橋上列車以250km/h運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行安全性受到威脅。<4)車輛和橋梁的動(dòng)力響應(yīng)在總體上隨風(fēng)速的增大而逐步急速增大。

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