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多点激励作用下车-桥-地震耦合系统分析

哈尔滨工程大学学报 2011年第1期32卷 26-32页

作者：张楠夏禾 De Doeck Guido 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 比利时鲁汶大学土木系比利时B-3001

当高速列车通过大跨度桥梁时,地震的发生将对行车安全性产生严重影响.为研究地震作用下车桥耦合系统的动力学响应,车辆子系统由刚体动力学方法模拟,桥梁子系统由一有限元法模拟,轮轨间竖、横向相互作用力分别由轮轨密贴假定和简化的Kal... 详细信息

当高速列车通过大跨度桥梁时,地震的发生将对行车安全性产生严重影响.为研究地震作用下车桥耦合系统的动力学响应,车辆子系统由刚体动力学方法模拟,桥梁子系统由一有限元法模拟,轮轨间竖、横向相互作用力分别由轮轨密贴假定和简化的Kalker蠕滑理论定义,以轨道不平顺和人工地震加速度时程作为系统激励,通过大质量法对桥梁子系统施加多点激励的地震作用,采用时程积分和时间步内的力-运动状态迭代求解运动方程,并进行了算例研究.分析结果表明,桥梁加速度响应、列车的脱轨系数、轮重减载率增加随地震烈度增加;常见地震波速下,车桥响应与地震波速之间不存在单调变化关系.

关键词：车桥耦合系统地震荷载多点激励大质量法铁路斜拉桥车速阈值

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侧风作用下五峰山长江大桥列车行车安全控制

铁道工程学报 2018年第7期35卷 58-64页

作者：李小珍秦羽刘德军西南交通大学成都610031

研究目的:随着我国高速铁路事业的快速发展,大跨度悬索桥越来越多地在铁路线路中被采用。为研究侧风作用下铁路悬索桥的行车安全,本文以五峰山长江大桥为工程实例,建立对应的桥梁有限元模型,利用风-车-桥耦合振动理论,通过仿真计算给出... 详细信息

研究目的:随着我国高速铁路事业的快速发展,大跨度悬索桥越来越多地在铁路线路中被采用。为研究侧风作用下铁路悬索桥的行车安全,本文以五峰山长江大桥为工程实例,建立对应的桥梁有限元模型,利用风-车-桥耦合振动理论,通过仿真计算给出五峰山长江大桥在各风速下保证行车安全的车速阈值。研究结论:(1)在侧风作用下,单双线CRH2、CRH3以设计速度通过五峰山长江大桥,桥梁的横、竖向位移响应以及加速度响应均能满足要求,桥梁结构能够保证安全;(2)通过分析车辆响应结果,结合现有的安全性与舒适性评价指标,给出了各平均风速横风作用下车辆安全通过桥梁的车速阈值;(3)本研究成果可为同类型桥梁的设计以及行车安全控制提供参考。

关键词：大跨度悬索桥风-车-桥耦合振动分析动力响应安全控制车速阈值

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汽车行人碰撞接触中行人运动学规律仿真研究

中国安全科学学报 2009年第1期19卷 45-51页

作者：范艳辉许洪国董金松山东交通学院交通与物流工程系济南250023 吉林大学交通学院长春130025

基于交通事故模拟分析PC-Crash软件及其内嵌多体系统动力学分析MADYMO模块,建立并验证了车辆多体模型和行人多体模型;对汽车与行人碰撞接触阶段的行人运动学具有较大影响的因素展开广泛分析,并构建汽车行人碰撞仿真试验方案;通过选取对... 详细信息

基于交通事故模拟分析PC-Crash软件及其内嵌多体系统动力学分析MADYMO模块,建立并验证了车辆多体模型和行人多体模型;对汽车与行人碰撞接触阶段的行人运动学具有较大影响的因素展开广泛分析,并构建汽车行人碰撞仿真试验方案;通过选取对汽车与行人碰撞接触阶段具有较大影响的因素作为仿真试验的自变量,对不同碰撞环境下汽车与行人碰撞接触过程中的行人运动学规律(包括运动姿态和对应的碰撞车速阈值)进行深入研究;汽车行人碰撞仿真与真实事故以及碰撞试验对比具有较好的规律吻合性和一致性。研究表明,笔者采用的计算机建模仿真方法在汽车行人碰撞运动学研究中具有实用价值。

关键词：汽车行人碰撞碰撞接触阶段运动学规律影响因素车速阈值建模仿真

强风作用下超大跨度公铁两用悬索桥列车走行性研究

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强风作用下超大跨度公铁两用悬索桥列车走行性研究

作者：鞠金来中南大学

学位级别：硕士

当高速铁路需要跨越较宽的江河峡谷时,自重轻、跨越能力强的悬索桥是一种选择,同时,若公路与铁路走线一致时,超大跨度公铁两用悬索桥是一种更为经济的方案。超大跨度的悬索桥刚度较低且桥位风环境一般较为复杂,桥梁与列车均易受到强风... 详细信息

当高速铁路需要跨越较宽的江河峡谷时,自重轻、跨越能力强的悬索桥是一种选择,同时,若公路与铁路走线一致时,超大跨度公铁两用悬索桥是一种更为经济的方案。超大跨度的悬索桥刚度较低且桥位风环境一般较为复杂,桥梁与列车均易受到强风的影响,若要确保列车安全平稳的通过桥梁,就应探究列车在强风作用下的走行性。本文以荆荆铁路主跨1120m李埠长江公铁大桥悬索桥方案为研究对象,主要研究工作及结论如下:(1)根据弹性系统动力学总势能不变值原理与形成矩阵的“对号入座”法则建立了风-列车-桥梁空间耦合振动仿真模型与桥梁有限元模型,分析了桥梁的自振特性。结果表明,该桥自振频率间隔紧密且频率较低。(2)在无风条件下,考虑汽车荷载、升温与徐变附加变形的影响,进行了车-桥空间耦合振动仿真计算。计算结果表明,无风条件下桥梁刚度满足要求,具有良好的列车走行性。(3)使用计算流体力学仿真软件分析了主梁与车-桥组合状态下的流场特性,并使用风洞试验数据进行了验证。速度场与压力场的分析结果表明,斜杆、竖杆与桥面附属结构使得桁架内部漩涡较多,流场较为复杂,导致列车风压分布不均匀。(4)桥上不设置风屏障时,考虑汽车荷载与附加变形,进行了风-车-桥空间耦合振动仿真计算,研究不同风速、风攻角与车速对列车走行性的影响,得到了该桥的车速-风攻角-风速阈值。计算结果表明,0°攻角并非该桥最不利攻角;当桥面平均风速不高于20m/s时,列车可按设计时速250km通过,当风速达到25m/s时,列车应限速至175km/h,当风速达到30m/s时,应封闭桥梁禁止通行。(5)研究了桥上风屏障设置高度与位置对该桥列车走行性的影响。计算结果表明,风屏障有效保障并提高了列车运行的安全性,这种效应将随风屏障高度的增加而更加显著;并且公路外侧设置方案优于铁路外侧方案。图362幅,表26个,参考文献153篇

关键词：强风作用超大跨度公铁两用悬索桥风-车-桥耦合振动列车走行性风屏障车速阈值

强风作用下大跨度客货混运铁路悬索桥列车走行性研究

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强风作用下大跨度客货混运铁路悬索桥列车走行性研究

作者：刘江浩中南大学

学位级别：硕士

为适应西南部艰险山区铁路建设的需要,大跨度铁路悬索桥应运而生。相对于常用的公铁两用悬索桥而言,大跨度铁路专用悬索桥桥面宽度更窄,抗风稳定性更弱,故在列车活载、风荷载等多因素作用下,此类型桥梁往往会发生较大的动位移,从而降低... 详细信息

为适应西南部艰险山区铁路建设的需要,大跨度铁路悬索桥应运而生。相对于常用的公铁两用悬索桥而言,大跨度铁路专用悬索桥桥面宽度更窄,抗风稳定性更弱,故在列车活载、风荷载等多因素作用下,此类型桥梁往往会发生较大的动位移,从而降低了桥上列车运行的安全性。目前国内外对于悬索桥能否满足铁路高速行车对结构刚度的要求依旧存在争议,因此为保证列车运行过桥时的安全性与平稳性,有必要探究列车在强风作用下的走行性。本文以丽香铁路金沙江特大桥为研究对象,主要研究工作及结论如下:(1)根据弹性系统动力学总势能不变值原理以及形成矩阵的“对号入座”法则建立了风-车-桥梁空间耦合振动仿真模型和金沙江大桥有限元模型,分析了桥梁的自振频率与振型特征。结果表明,该桥一阶横弯、一阶竖弯振型频率均较低,且均为对称振型。(2)在无风条件下,考虑桥梁整体升降温与徐变变形的影响,计算了有无列车单线停靠工况下,列车单线行驶通过桥梁时桥梁、列车的动力响应。结果表明,无列车停靠工况下,三种列车单线行驶工况下桥梁刚度、列车走行性均满足规范要求;一线停靠一线行车工况下,单线停靠侧列车轴重越大结构的竖向动力响应越小。(3)通过风洞试验获得了成桥状态下单主梁与车-桥组合状态下车桥系统在不同风攻角下的三分力系数以及增设不同高度不同透风率风屏障时列车位于迎风侧所受到的侧力系数和翻滚力矩系数。结果表明,当列车位于迎风侧时其侧力系数比位于背风侧时侧力系数大,随风攻角增大迎风侧与背风侧的列车阻力系数均减小;当挡风屏高度在2～3米时列车受到的风荷载随风屏障高度增加下降趋势最为明显。(4)计算了不同风速、车速、风攻角对风-车-桥空间耦合振动系统中列车走行性的影响,并对比分析了有无风屏障下的车速阈值,结合规范限值得到了该桥的风速—车速—风攻角阈值图。计算结果表明,当桥面平均风速不高于20m/s时,列车可按设计时速140km/h通过,当风速达到25m/s时,列车应限速至100km/h,当风速达到30m/s时,应封闭桥梁禁止通行。图178幅,表44个,参考文献133篇

关键词：大跨度铁路悬索桥风-车-桥耦合振动客货混运列车走行性车速阈值