基于车-桥随机振动模型的简支梁桥墩顶垂向动反力特征研究

摘要：

为研究高速铁路简支梁桥墩顶垂向动反力的随机性特征,基于虚拟激励法和有限元方法,建立了列车-轨道-桥梁耦合系统竖向随机振动模型.采用多体动力学理论建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统列车模型;采用有限元方法建立轨道-桥梁有限元模型;基于等效Hertz线性轮轨接触关系建立列车-轨道-桥梁耦合系统动力学方程.通过虚拟激励法将轨道高低不平顺转化为一系列简谐不平顺的叠加,将非平稳随机振动问题转化为确定性时间历程问题,推导了列车-轨道-桥梁耦合时变系统随机振动计算模型.基于该计算模型,以五跨32 m预应力混凝土简支箱梁桥为研究对象,研究了轨道不平顺和车速对墩顶垂向动反力随机特征的影响.结果表明:墩顶垂向动反力受列车轴重引起的确定性激励控制,轨道不平顺随机激励对其影响显著;不同轨道不平顺随机激励下墩顶动反力均方根(σ)不同,基于3σ-法得到的限值(μ±3σ)相差较大;随着车速的增大,墩顶动反力均方根(σ)逐渐增大.

关键词：列车-轨道-桥梁耦合系统、高速铁路、墩顶动反力(DVRP)、随机振动、虚拟激励法(PEM)

所属期刊栏目：37

分类号：U238;TU248(特种铁路)

资助基金：国家自然科学基金51678576,51378511;牵引动力国家重点实验室开放课题TPL1601

在线出版日期：2018-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：225-232