温度作用下大跨度斜拉桥长波不平顺限值研究

作     者：戴公连 肖尧 王芬 饶惠明 DAI Gonglian;XIAO Yao;WANG Fen;RAO Huiming

作者机构：中南大学长沙410075 东南沿海铁路福建有限责任公司福州350013 

出 版 物：《铁道工程学报》 (Journal of Railway Engineering Society)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：59-64,72页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0814[工学-土木工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51708560) 中国铁路总公司科技研究开发计划(2017G006-N) 湖南省自然科学基金项目(2018JJ3672) 

主　　题：斜拉桥 车桥耦合 温度变形 长波不平顺 弦测法 

摘      要：研究目的:为研究大跨度斜拉桥在温度作用下的变形及其引起的长波不平顺对列车运行的影响,以泉州湾跨海钢混结合梁斜拉桥为研究对象,在其主梁截面布置温度传感器以监测主梁温度变化,利用ANSYS软件分析实测温度作用下的斜拉桥主梁竖向变形,将温度变形与轨道不平顺叠加且基于弹性系统动力学总势能不变值原理建立考虑该长波不平顺的车桥耦合模型,以研究长波不平顺对列车动力响应的影响、弦测法对其进行评价的适配性,以及温度变形极限条件下的对应限值。研究结论:(1)温度监测系统共收集了1年的温度数据,将其分解为均匀温度和线性温差后,对应的温度变化范围分别为[5.82°C,37.51°C]和[2.36°C,29.94°C],主梁主跨跨中的最大竖向位移为28.6 mm,最小竖向位移为14.1 mm;(2)相比于未考虑温度作用,考虑了温度作用引起的长波不平顺的车桥耦合振动模型得到的列车轮重减载率、竖向加速度和竖向舒适度指标均有一定增大,竖向加速度增幅最为明显;(3)考虑了因列车运行引起的桥梁动态位移的影响后,60 m弦中点弦测法依然能够很好地体现列车振动响应,与车体竖向加速度响应相关性最好;(4)通过分析60 m弦的不平顺计算结果并进行验证,可知桥塔附近是双线行车时会车的危险位置;(5)在温度变形极限条件下列车的竖向加速度达到规范限值,对应的60 m弦矢度限值为7.22 mm;(6)本研究成果可为大跨度斜拉桥长波不平顺的评测方法选取及限值要求提供参考。