车速对铁路桥梁动力响应的影响分析

针对桥梁结构对移动列车动力响应的复杂性,通过有限元分析软件ANSYS分析石太铁路一简支梁桥在不同车速下的动力响应,得出了铁路筒支梁桥在高速列车作用下的一些动力响应特性,从而为铁路简支梁桥的合理设计提供科学依据。     

车一桥动力相互作用简化方法研究

通过有限元分析软件建立桥梁有限元模型,分别以移动荷载和移动质量模拟车辆,对高速行驶的列车与简支桥梁的动力响应进行了研究和比较,比较了两种方法的可靠性及适用条件,并得出了有益的结论。     

斜拉拱桥的动力特性及列车走行性分析

通过建立高速列车与斜拉拱桥的车桥耦合动力分析模型,运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法进行动力特性计算,并对斜拉拱桥在高速列车作用下的车桥动力响应进行了分析,验证了高速列车通过斜拉拱桥时的走行安全性与乘坐舒适性。     

铁路简支梁桥动力响应数值分析与实测验证

以某铁路简支梁桥为工程背景,基于有限元软件ANSYS实现了列车荷载作用下简支梁桥自振特性分析与动力响应计算,并利用现场实测加速度响应对有限元计算结果进行了验证。基于验证后的有限元模型,研究了跨径、车速及车重等关键因素对铁路简支梁桥动力响应的影响,采用移动荷载模型分析该简支梁桥在列车荷载作用下的动力响应。结果表明:简支梁桥自振频率及加速度特征值与有限元计算值总体上吻合较好,但由于现场实测存在多种环境因素干扰,局部对比结果存在差异;有限元计算的加速度平均值大于现场实测值,但幅值相差不大且都呈周期性变化;桥梁1阶及3阶自振频率的实测值与有限元计算值较为接近;跨径、车速及车重等关键因素均对桥梁动力响应产生一定影响,随着列车车速的提高,简支梁桥动力响应明显增加,列车驶离桥梁后,桥梁自由振动的振幅随车速的提高显著增大;简支梁桥跨径与车重均对跨中截面挠度影响显著,在设计过程中应予以重视;所得结论可为铁路桥梁的动力性能评价提供参考。     

武汉火车站高速列车对建筑结构的振动影响研究

武汉火车站的列车将从站房中高速穿过,通过车辆-等效桥梁耦合系统以及桥梁-站房系统的分步求解,确定了车辆-桥梁-站房结构系统动力学计算的求解策略与方法,研究了列车高速通过站房所引起的建筑结构动力响应以及相应的理论和方法。并针对所得结果选择了合适的评判标准,解决了在高速列车穿越引起的振动下建筑结构的安全、经济及使用性能的问题。     

大跨连续刚构桥车-桥耦合振动研究

以某大跨度连续刚构桥为工程背景,建立了车辆动力模型、桥梁有限元模型并考虑轮轨关系,以轨道不平顺作为系统的自激激励源,利用大型有限元软件ANSYS以及UM(Universal Mechanism)动力学分析软件联合进行仿真分析。对整体模型在列车作用下动力响应和桥上运行列车的安全性与稳定性进行研究。     

桥墩裂纹对铁路桥梁结构振动及行车性能影响分析

建立了某铁路桥梁桥墩开裂前后的有限元模型,并通过车-桥耦合振动分析对桥梁的结构动力响应以及行车安全性进行了研究。计算结果表明,桥梁墩顶横向抗推度减少约15%,桥梁横向、纵向自振频率降幅在3%以内。C62列车和准高速列车过桥时,桥墩墩顶横向振幅增加约10%,最大振幅远小于规范要求的通常值;列车的脱轨系数及减载率在桥墩开裂前后变化不大,也满足规范的安全性要求。建议仅对桥墩进行裂缝封闭处理,无需进一步加固桥墩刚度或限制列车车速。     

既有铁路桥的动载试验及有限元分析

对青藏铁路某简支板梁桥进行现场动载试验,得到该桥梁结构在列车通过时的动力响应;同时建立有限元模型对该桥进行动力学的有限元分析得到数值解,将实测值和计算值进行对比分析,判断了其承载力和工作性能,为桥梁的加固与否提供依据。     

城际高速铁路桥梁车行动力响应

为探究高速运行城际列车下的桥梁动力响应,以京津城际铁路为背景,借助有限元软件ANSYS建立了车-轨-桥系统动力模型;基于建模的正确性,通过对京津城际铁路单线行车、双线同向行车和双线对向行车三种工况的仿真计算,研究了高速行车荷载下的梁体位移、内力和应力的基本响应情况,并对桥梁各部位的响应敏感程度进行了梳理。结果表明:基于三维梁单元建模的梁体自振频率有限元计算值与试验实测推导值吻合较好;三种工况下各分析指标的响应峰值大小无统一规律,响应峰值位置不完全重合;梁体拉应力敏感度由跨中向跨端、由横截面中心线处向梁宽两边均呈下降趋势,由顶板向底板呈提高趋势;因此基于第一强度理论,在今后的桥检工作中应对桥梁跨中的底板底部加以重视。     

铁路混凝土斜拉桥车桥耦合振动分析

以1座跨度为(118+228+118)m的铁路混凝土斜拉桥设计方案为研究对象,应用MSC软件动力仿真模块MSC.ADAMS将列车模型及该混凝土斜拉桥的有限元模型结合起来,视为一个耦合的整体系统,对列车通过混凝土斜拉桥的过程进行了动力仿真模拟,得到桥梁的动力响应,并对计算结果进行了统计分析,着重研究了列车速度变化时对桥梁的挠度、车辆乘坐舒适度及脱轨安全度的影响,并对列车运行安全性进行了评价。     

Study on the safe value of multi-pier settlement for simply supported girder bridges in high-speed railways

This paper presents a method to analyse the influence of multi-pier settlement on the train–track–bridge coupled dynamic system, and to determine the safe value of the continuous multi-pier settlement for simply supported girder bridges in Chinese high-speed railways. Firstly, the mapping relationship between the multi-pier settlement and the rail deformation is derived theoretically. Then, taking the superposition of the rail deformation and the track random irregularity as excitation, the variations of vehicle dynamic indices are analysed based on the train–track–bridge dynamic interaction theory. Further, the relationships between the pier settlement and the change amounts of vehicle dynamic indices are obtained. The multi-pier settlement safe value is determined according to the limits of vehicle dynamic indices. Results show that the rail deformation caused by multi-pier settlement agrees well with the settlement data. When passing through the 32.6 m-long simply supported girder bridge with multi-pier settlement, the train suffers a low-frequency excitation. Only considering the influence of pier settlement, the settlement value difference between two adjacent piers should be less than 26.3 mm at China’s highest operation speed of 350 km/h from the perspective of dynamics, which is much larger than the pier settlement limit in the current code for Chinese high-speed railways.     

多动力作用下高速铁路轨道-桥梁结构体系动力学及关键技术研究

摘要： 针对多动力（列车、地震、侧风）作用下高速列车-轨道-桥梁系统动力学理论与关键技术存在的诸多技术疑难,持续开展了高速铁路轨道-桥梁结构体系模型试验、现场测试、理论分析与数值仿真,提出基于概率密度演化理论的多动力作用下轨道-桥梁系统随机振动分析方法和基于可靠度理论的桥上行车安全评定方法,研发了高速铁路轨道-桥梁系统试验平台和成套试验技术,提出高速铁路轨道-桥梁系统抗震设防和防风设计理念和评估方法,并研发了抗震防风及减灾技术,研究成果已在高速铁路轨道-桥梁结构体系设计与运营维护中推广应用。     

地震作用下高速铁路车-轨-桥系统安全研究进展

桥梁占线比高、列车运行密度大及地震带分布范围广,使得我国高速铁路桥梁面临巨大的潜在地震威胁。目前地震下的高速铁路桥梁及桥上行车安全相关规定不够详细具体,地震下安全防控尚未将列车、轨道、桥梁作为一个大系统进行安全设防,亟待开展系统研究保障地震下高速铁路桥梁结构及桥上行车安全。针对高速铁路轨道 桥梁系统结构特性,首先介绍地震作用下高速铁路轨道 桥梁系统破坏特征和损伤机理研究现状,然后从震后高速铁路桥上轨道不平顺状态劣化机理、地震作用下高速铁路列车 轨道 桥梁系统动力分析、地震作用后桥上行车安全分析及基于性能的高速铁路桥梁抗震设计方法等几个方面阐述现有研究进展及现有研究的不足,最后针对地震下高速铁路列车 轨道 桥梁系统多状态多水准多防线安全防控急需开展系统研究的问题进行展望。     

单线铁路双跨简支π梁桥在列车动载作用下力学性能的研究

对青藏铁路某简支板梁桥进行现场动载试验,得到该桥梁结构在列车通过时的动力响应;同时采用midas/civil软件建模对该桥进行动力学的有限元分析得到数值解,将实测值和计算值进行对比分析,判断了其承载力和工作性能,为桥梁的加固与否提供依据。     

跨高铁桥梁设计及施工

随着我国高速铁路的快速发展,跨越既有高速铁路的桥梁越来越多.由于铁路建筑界限及安全的要求,与跨越普通铁路的桥梁相比,跨高铁桥梁的跨径一般都较大.研究跨高铁桥梁设计及施工,供类似工程参考.     

桥墩沉降下纵连板式轨道与桥面间动态#br# 接触行为及其对列车动态特性的影响

桥墩沉降在高速铁路运营过程中不可避免,其会导致纵连板式轨道与桥面之间的变形不协调,进而引起底座与桥面之间的动态接触行为,恶化轨道力学性能并最终影响列车正常运行。这对这一问题,文章首先研究该动态接触过程的产生机制,并基于列车-轨道-桥梁动力相互作用理论提出纵连板式轨道和桥面间动态接触行为的研究方法;借助该方法从静态与动态两个角度研究桥墩沉降下轨道-桥梁动态接触行为;在此基础上探讨列车通过时的动态特性。结果表明：桥墩沉降和列车荷载会导致底座与桥面出现三处明显的动态接触区域;桥墩沉降导致的相邻桥墩处梁体上拱位移远小于沉降桥墩处的梁体下沉,但是沉降对上拱区域力学特性的影响却不可忽略;轨道的纵向连接特性可以在一定程度上缓解高速列车通过沉降区域时的振动;轨道随机不平顺不能完全掩盖桥墩沉降对系统动态特性的影响,表明沉降对系统的影响是不可忽视的。     

A multidisciplinary approach for fatigue assessment of a steel–concrete high-speed railway bridge on Sesia river

Steel–concrete composite bridge solutions have been more and more exploited in the new high-speed (HS) lines of European railway networks. New design solutions, introduced during a period of quick expansion for railway networks, amplified open problems related to dynamic effects, train–bridge interaction phenomena, fatigue loadings, structural modelling, fatigue life and comfort. In this article, results obtained by long-term dynamic monitoring of Sesia viaduct, a medium span double-box composite bridge of the new Italian HS network, are described and analysed. Structural modal properties were determined in order to evaluate the real-time dynamic behaviour and its correlation with environmental conditions. A suitable numerical procedure was then implemented in order to identify typology, length and velocity of trains crossing the bridge, to evaluate the intensity of deck vertical accelerations as a function of train speed and to obtain a reliable evaluation of real traffic spectra. A final fatigue assessment on welded connections was executed evaluating fatigue spectra by the aforementioned real traffic spectra and assuming S–N curves obtained by suitably executed experimental tests.     

中低速磁浮列车-桥梁系统竖向耦合振动#br# 理论分析与试验验证

为探讨中低速磁浮列车-桥梁系统竖向动力相互作用特性,文章将中低速磁浮列车进行两种方式的简化,考虑PID主动悬浮控制系统,基于模态叠加法,建立2种类型的中低速磁浮列车-桥梁系统竖向耦合振动分析模型。随后基于长沙中低速磁浮运营线桥梁动载试验,对建立的2种仿真模型进行对比与验证。基于仿真模型2,以不同梁高的桥A、桥B、桥C为研究对象,对中低速磁浮列车-桥梁系统耦合振动特性进行分析。研究表明：将磁浮列车简化为均布荷载的方式能较为准确的模拟实际状况;桥梁刚度的减小会导致作用于车辆和桥梁上的电磁悬浮力增大,使得车体和桥梁的动力响应变大;磁浮列车低速运行时悬浮力频谱分布较离散,而正常速度运行时较集中;中低速磁浮列车-桥梁系统竖向存在着由电磁悬浮力自身频率引起的共振现象,该共振频率较低。