检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2012年第10期29卷 177-183,204页

作者：邓建良吴定俊李奇同济大学桥梁工程系上海200092

基于移动荷载列通过简支梁桥的解析模型,从理论上揭示出决定桥梁动力系数的关键参数。为满足运用模态叠加法对全桥各位置进行动力分析的精度要求,提出了必要模态数的概念,确立了所需桥梁模态数量的判定原则。以8节编组列车通过某20m跨... 详细信息

基于移动荷载列通过简支梁桥的解析模型,从理论上揭示出决定桥梁动力系数的关键参数。为满足运用模态叠加法对全桥各位置进行动力分析的精度要求,提出了必要模态数的概念,确立了所需桥梁模态数量的判定原则。以8节编组列车通过某20m跨度简支梁桥为例,分析了常用几种不同简化列车荷载模型对动力系数的影响,结果表明:动力系数定量分析时应采用可表征实际轮轴位置的移动荷载列模型。

关键词：简支梁桥动力系数移动荷载列模态叠加轨道交通

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移动荷载列过桥共振状态分析

移动荷载列过桥共振状态分析

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作者：程泽农北京交通大学

学位级别：硕士

列车以不同速度通过桥梁时,其加载频率生变化,当此加载频率与桥梁的自振频率相同时,将引起强烈的振动,发生共振现象。随着我国铁路事业的快速发展,以及列车行驶速度的不断提升,车桥共振问题比以往更受人们的关注。本文采用简支梁在单个... 详细信息

列车以不同速度通过桥梁时,其加载频率生变化,当此加载频率与桥梁的自振频率相同时,将引起强烈的振动,发生共振现象。随着我国铁路事业的快速发展,以及列车行驶速度的不断提升,车桥共振问题比以往更受人们的关注。本文采用简支梁在单个移动力,等间距移动荷载以及列车荷载作用下的竖向振动分析模型,推导出桥梁的振动响应解析解,通过振动响应分析,对桥梁以及车辆的共振问题进行了深入探讨,并对车桥系统竖向共振的影响因素做了进一步分析。主要的研究工作以及结论如下:1.推导了考虑阻尼条件下的移动荷载列过桥动力位移及加速度响应的解析解。分析了简支梁在移动荷载列作用下的两种共振反应以及引起桥梁共振的列车临界速度。2.以MATLAB为平台,编制了移动荷载过桥过程的动力仿真计算程序,对共振情况下桥梁竖向振动响应进行了分析,探讨了车桥共振过程中的放大机理。3.以典型高速铁路车辆和桥梁为研究基础,对车桥系统竖向共振影响因素进行了分析,分析结果表明:(1)当列车以桥梁跨径、车辆定距、转向架固定轴距为荷载间距时所计算的临界车速匀速行驶时,没有发生共振现象,却在以车辆长度为荷载间距时计算所得的临界车速下发生了共振反应,证明了列车长度是车桥共振的主要影响因素;(2)桥梁的阻尼可以有效的减小列车-桥梁系统的共振响应;(3)验证了长距离的等跨桥梁中加布少量不同跨度的梁的布置方案对车辆共振几乎没有影响。(4)桥梁的刚度直接影响桥梁的自振频率,随着桥梁刚度的提高,桥梁跨中的振动响应是逐渐减少的,且车桥的共振临界速度是逐渐提高的。因此在经济合理的范围内提高桥梁刚度,可以避免前几次主要的共振临界车速出现在正常营运速度内,且减少桥梁的竖向振动响应。

关键词：移动荷载列竖向共振影响因素刚度

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移动荷载列过桥的卓越激励频率的理论及试验分析

移动荷载列过桥的卓越激励频率的理论及试验分析

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第二十二届全国桥梁学术会议

作者：汪吉豪李奇宋郁民同济大学桥梁工程系上海工程技术大学城市轨道交通学院

基于移动荷载列通过简支梁体系的解析模型,通过对时域下激励的模态力的解析表达式进行傅里叶变换推导出其在频域下的解析表达式,进而从理论上揭示移动荷载列过桥的卓越激励频率及影响因素.将此理论模型应用于列车经过简支梁桥的实际情况... 详细信息

基于移动荷载列通过简支梁体系的解析模型,通过对时域下激励的模态力的解析表达式进行傅里叶变换推导出其在频域下的解析表达式,进而从理论上揭示移动荷载列过桥的卓越激励频率及影响因素.将此理论模型应用于列车经过简支梁桥的实际情况,从而得到列车过桥时激励力的频谱成分,并详细讨论了列车过桥时激励力卓越频率的影响因素及共振条件.相比于之前的研究,本文明确了移动荷载列过桥时激励力的频谱表达式中参数的具体取值;并进行了列车过桥的现场试验,验证了本文提出的结论.

关键词：简支梁桥移动荷载列卓越激励频率频谱表达式参数取值

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移动荷载列作用下多层梁系统的动力响应分析

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华中科技大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 62-66页

作者：周旺保吴凌旭张云泰冯玉林中南大学土木工程学院湖南长沙410075 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

为研究多层梁系统在任意移动荷载列作用下的动力响应,基于有限傅里叶变换,提出一种求解移动荷载列作用下多层梁系统动力响应的解析计算方法.利用本研究的解析计算方法分析了梁的抗弯刚度、层间阻尼及层间刚度对一跨长32 m的梁-轨系统动... 详细信息

为研究多层梁系统在任意移动荷载列作用下的动力响应,基于有限傅里叶变换,提出一种求解移动荷载列作用下多层梁系统动力响应的解析计算方法.利用本研究的解析计算方法分析了梁的抗弯刚度、层间阻尼及层间刚度对一跨长32 m的梁-轨系统动力响应的影响,分析结果表明:改变轨道抗弯刚度、层间刚度或层间阻尼对主梁跨中动力响应的影响可以忽略;随着轨道抗弯刚度、层间刚度或层间阻尼的增大,轨道的跨中动力响应都缓慢减小;随着主梁抗弯刚度的增大,轨道及主梁的跨中动力响应均显著减小.

关键词：多层梁系统移动荷载列抗弯刚度层间刚度层间阻尼动力响应

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移动荷载列作用下周期性高架铁路的共振与消振效应

移动荷载列作用下周期性高架铁路的共振与消振效应

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作者：吴嘉彬江苏大学

学位级别：硕士

本文通过Fourier变换、序列Fourier变换、传递矩阵法和边界元法，建立了移动荷载列作用下，周期性弹性支撑连续梁、刚性支撑和桩基础支撑周期性高架铁路的共振与消振响应计算模型，并对移动荷载列所引起的共振与消振动态响应进行了数值... 详细信息

本文通过Fourier变换、序列Fourier变换、传递矩阵法和边界元法，建立了移动荷载列作用下，周期性弹性支撑连续梁、刚性支撑和桩基础支撑周期性高架铁路的共振与消振响应计算模型，并对移动荷载列所引起的共振与消振动态响应进行了数值模拟。本文的研究内容可以分为以下三个部分:\n (1)系列移动荷载下，周期性弹性支撑连续梁的共振与消振效应\n 首先，通过Fourier变换和序列Fourier变换，把单个移动荷载作用下，周期性弹性支撑连续梁的频域动态响应表示为响应函数沿代表跨的积分。通过传递矩阵方法和弹簧接头处的连接条件，可以求解得到响应函数。通过Fourier位移性质，计算并叠加匀速运动荷载列各个载荷所引起的频域动态响应，并对其进行Fourier逆变换，则可以得到移动荷载列所引起的周期性弹性支撑连续梁的时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，建立了周期性弹性支撑连续梁发生共振与消振的条件。通过数值模拟，对运动荷载列可能引起的周期性弹性支撑连续梁的共振与消振响应进行了研究，分析了其共振频率与其自由振动时的能带间的关系。此外，还对移动荷载列的速度对共振与消振动态响应的影响、梁的宽度和高度对共振动态响应的影响进行了分析比较。\n (2)系列移动荷载下，刚性支撑周期性高架铁路的共振与消振效应\n 首先，通过传递矩阵方法和梁-墩接头处的连接条件，求解得到了刚性支撑周期性高架铁路的响应函数。对响应函数沿代表跨进行积分，可得单个移动载荷下，刚性支撑周期性高架铁路的频域动态响应。应用Fourier位移性质，计算并叠加运动荷载列各个载荷所引起的频域动态响应，则可得到移动荷载列产生的总频域动态响应。对其进行Fourier逆变换，则可得到移动荷载列所引起刚性支撑周期性高架铁路的时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，最终建立起移动荷载列作用下，刚性支撑的周期性高架铁路发生共振与消振的条件。对刚性支撑周期性高架铁路由运动荷载列引起的共振与消振动态响应进行了数值模拟，研究了其共振频率与其自由振动时的能带间的关系，比较了梁-梁-墩弹性和刚性联接时，移动荷载列所引起的共振与消振动态响应的特征和差异，并研究了墩高和墩半径对其共振响应峰值的影响。\n (3)系列移动荷载下，桩基础支撑周期性高架铁路的共振与消振效应\n 首先，利用边界元法并考虑桩-土边界处的连续性条件，得到了桩-土耦合的边界元模型，从而求得了桩基础的柔度。通过传递矩阵方法、桩基础的柔度和梁-墩接头处的联接条件，可以求得响应函数的解。对单个移动荷载引起的动态响应使用Fourier位移性质和叠加原理，可得移动荷载列所产生的总频域动态响应。对其进行Fourier逆变换，可以得到移动荷载列所产生的桩基础支撑周期性高架铁路的总时域动态响应。根据连续梁对单个移动载荷的响应特点，最终建立了移动荷载列作用下，桩基础支撑的周期性高架铁路发生共振与消振的条件。对移动荷载列所引起的共振与消振响应进行了数值计算，研究了移动荷载列的速度对桩基础支撑周期性高架铁路共振与消振动态响应峰值的影响、系列移动荷载下桩顶截面的共振与消振动态响应，并研究了联结弹簧刚度的大小对桩基础支撑周期性高架铁路共振动态响应的影响。此外，通过该模型，还验证了桩基础支撑的周期性高架铁路的共振频率与其自由振动时的能带间的关系。

关键词：高架铁路周期性消振效应移动荷载列动态响应

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移动荷载作用下简支梁共振与消振机理研究

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工程力学 2013年第7期30卷 47-54页

作者：李慧乐夏禾郭薇薇北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

推导了简支梁在移动荷载列作用下的振动响应理论解,得到了简支梁发生共振及两类消振效应的车速计算公式,阐明了二者的发生机理。提出移动荷载作用下简支梁存在两类消振效应,第一类消振为单个荷载行为,第二类消振与荷载间距有关;发生消... 详细信息

推导了简支梁在移动荷载列作用下的振动响应理论解,得到了简支梁发生共振及两类消振效应的车速计算公式,阐明了二者的发生机理。提出移动荷载作用下简支梁存在两类消振效应,第一类消振为单个荷载行为,第二类消振与荷载间距有关;发生消振效应时,已经离开桥梁的荷载所引起简支梁的自由振动抵消为零,桥梁的动力响应较小;消振发生的条件较共振更为严格,当车速同时满足二者的要求时,消振效应起主要作用,将出现共振消失现象;理论上通过调整车厢长与桥跨之比可避免共振现象发生。通过算例分析了两座简支梁在列车过桥时的动力响应,验证了理论分析的正确性。

关键词：简支梁高速列车移动荷载列共振消振共振消失

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基于移动荷载过桥的轨道交通桥梁振动研究

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中国铁道科学 2005年第2期26卷 73-76页

作者：高传伟唐雅茹余华中铁四局一公司合肥230041 上海地铁建设公司上海200031 同济大学土木工程学院上海200092

应用振型分解法,对移动荷载通过轨道交通桥梁时的动力响应进行理论分析,得出轨道交通车辆过桥时共振和振动相消的公式。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与车辆长度之比时,会发生共振。为避免桥梁共振,设计时应满足第一阶竖向自振... 详细信息

应用振型分解法,对移动荷载通过轨道交通桥梁时的动力响应进行理论分析,得出轨道交通车辆过桥时共振和振动相消的公式。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与车辆长度之比时,会发生共振。为避免桥梁共振,设计时应满足第一阶竖向自振频率大于车辆最大速度与车辆长度的比值。当桥梁第一阶竖向自振频率等于车辆速度与两倍桥梁跨长之比的奇数倍时,轴重在桥上引起的自由振动和轴重离开桥梁后桥梁的自由振动相互抵消,桥梁振动最小。

关键词：轨道交通桥梁移动荷载列共振理论分析

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基于小波能量熵的铁路简支钢桁梁桥损伤预警方法

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中国铁道科学 2018年第3期39卷 24-30页

作者：战家旺闫宇智张飞姚京川北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司北京铁科工程检测中心北京100081

以铁路简支钢桁梁桥为研究对象,将列车荷载简化为移动荷载列,对移动荷载作用下的结构响应进行离散小波变换,计算各层小波能量。利用小波能量熵对信号突变的敏感性,提出一种基于小波能量熵的桥梁损伤预警方法,并应用该方法对某下承式钢... 详细信息

以铁路简支钢桁梁桥为研究对象,将列车荷载简化为移动荷载列,对移动荷载作用下的结构响应进行离散小波变换,计算各层小波能量。利用小波能量熵对信号突变的敏感性,提出一种基于小波能量熵的桥梁损伤预警方法,并应用该方法对某下承式钢桁梁桥各种类型损伤预警工况进行分析,研究损伤程度、损伤位置和测点位置对预警效果的影响规律。结果表明:所提方法可对钢桁梁桥不同位置和程度损伤的出现时刻进行准确预警,具有较强的鲁棒性,且可较为完善地解决边界效应问题;损伤预警效果与损伤程度呈正相关,测点位置与损伤位置距离越近,损伤预警效果越明显。

关键词：铁路简支钢桁梁桥小波能量熵移动荷载列信号突变损伤预警离散小波变换

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高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究

高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究

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作者：班新林中国铁道科学研究院

学位级别：博士

我国高速铁路技术已经达到世界领先水平,运营里程占全世界高速铁路运营里程的一半以上,我国高铁一个显著的特点是桥梁占线路里程的比例高,平均大于50%,部分线路高达90%,其中标准设计的预应力混凝土简支梁桥又占桥梁里程的90%以上。标准... 详细信息

我国高速铁路技术已经达到世界领先水平,运营里程占全世界高速铁路运营里程的一半以上,我国高铁一个显著的特点是桥梁占线路里程的比例高,平均大于50%,部分线路高达90%,其中标准设计的预应力混凝土简支梁桥又占桥梁里程的90%以上。标准简支梁桥的设计理论、建造模式及运营性能控制是我国高速铁路建设过程中面临的重大科学问题之一,成为保障高速铁路线路高平顺性与高速列车长期平稳运行的关键控制环节。以32m简支箱梁为核心的我国高铁标准简支梁建造技术已经发展成熟,但40m简支梁对我国长度约25m的动车组具有消振优势,并且在地形起伏较大区域、河流湖泊中桥梁下部基础造价较高等情况下可以节省大量工程投资,工程应用需求大。40m简支箱梁代表了高速铁路标准简支梁建造技术的发展方向,其中40m简支梁设计理论创新是亟需解决的问题。本文以高速铁路40m预应力混凝土简支箱梁为对象,研究内容涵盖动力学设计和静力学设计、容许应力法设计和极限强度理论设计、确定性分析和考虑参数随机性的可靠度分析,并且以实际工程应用目标打造一榀足尺试验梁,研究了系统的试验验证技术。开展的研究工作以及取得的创新性成果如下:(1)以动力系数和桥面加速度为控制指标,采用移动荷载列模型研究40m简支梁的竖向自振频率设计限值,研究结果论证了40m简支梁的消振效应,基频设计限值采用规范下限值即可。虽然混凝土结构本身较大的线质量,决定了桥面加速度不控制高铁简支梁的刚度设计,本文针对较小线质量40m简支梁基频限值的分析,可以为轻型桥梁结构和轨道结构的发展提供借鉴。另外,以车体加速度为控制指标,采用车桥耦合动力仿真模型,研究了40m简支梁的挠跨比、残余徐变变形和墩台不均匀沉降限值,根据是否为可调的工后变形,分别给出各自的研究原则,研究得到的挠跨比限值大于既有规范,不控制40m简支梁刚度设计。基于车体加速度随速度变化规律,采用运营速度给出单独考虑的残余徐变变形限值和墩台不均匀沉降限值,并给出工后变形变位的组合限值。(2)基于现行规范设计了一榀完全满足工程应用条件的高速铁路40m简支箱梁,设计考虑了运营状态设计指标、施工工况下混凝土应力以及横框结构的钢筋应力和裂缝宽度,设计结果满足规范要求。试验梁预制质量良好,基于研发的试验平台和加载系统,验证了40m简支梁抗弯性能、抗扭性能、抗裂安全系数、开裂荷载、预应力度和强度安全系数,结果满足设计要求。针对受力复杂的锚固区,试验验证了预应力张拉工况下结构受力安全。(3)使用桁架模型分析40m简支梁抗弯极限承载力,并与国内外规范公式进行对比,采用容许应力法设计的简支梁在采用极限状态法验算时,抗弯能力有5.9%～10.7%的富裕。提出了采用莫尔协调转角桁架模型、转角软化桁架模型、固角软化桁架模型的抗剪设计方法,考虑了混凝土软化本构模型,以试验测试数据为分析起点,以试验梁配筋为基础,得到了抗剪钢筋的屈服顺序以及混凝土结构极限剪应力。采用转角软化桁架模型分析得到40m简支箱梁纯扭状态的破坏全过程,随着扭转角的增加,得到混凝土主压应变、剪力流区厚度发展规律和钢筋屈服顺序。研究表明40m简支梁抗扭延性比为15.8,具有很好的塑性变形能力。针对锚固区受力特征,基于拉压杆理论创立了三种腹板模型和两种底板模型,结果表明预应力筋的劈裂力不控制足尺试验梁端配筋设计。(4)考虑二期恒载引起的跨中挠度和二期恒载加载龄期的随机性,分别采用一次二阶矩法和基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛法计算残余徐变变形的可靠度,结果表明增加二期恒载加载龄期可以有效控制残余徐变变形的发展。考虑截面抗弯刚度、线质量和阻尼比的随机性,研究了桥面加速度的可靠度;考虑轨道不平顺的高低幅值和残余徐变上拱幅值的随机性,研究了车体加速度的可靠度;加速度响应均符合极值I型分布规律。累积概率99%的加速度明显大于确定性计算结果,可以作为设计参考指标。

关键词：高速铁路简支梁移动荷载列车桥耦合动力分析足尺试验梁软化桁架模型拉压杆模型可靠度分析

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时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁竖向基频下限探讨

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铁道建筑 2022年第2期62卷 79-82页

作者：陈星宇徐昕宇郑晓龙周川江中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

以24~40 m典型跨度简支梁为研究对象,通过有限元计算分析,确定不同跨度桥梁及不同列车荷载的简支梁容许动力系数。基于移动荷载列-桥梁动力仿真模型,探究列车移动荷载列形式、列车时速、简支梁跨度、竖向基频对梁体动力响应的影响规律... 详细信息

以24~40 m典型跨度简支梁为研究对象,通过有限元计算分析,确定不同跨度桥梁及不同列车荷载的简支梁容许动力系数。基于移动荷载列-桥梁动力仿真模型,探究列车移动荷载列形式、列车时速、简支梁跨度、竖向基频对梁体动力响应的影响规律。结合梁体振动加速度、容许动力系数和规范要求,确定时速400 km高速铁路预应力混凝土简支梁桥竖向基频下限值。结果表明:跨度为24~40 m时,梁体最大竖向动力响应均随简支梁跨度的减小而增大,24 m跨度简支梁的基频共振现象最显著;CRH3列车移动荷载列引起的桥梁动力响应普遍大于CRH380,相差约15%;对于时速400 km的CRH3和CRH380列车,24 m跨度简支梁的竖向频率下限建议值均为5.5 Hz,40 m跨度简支梁均为2.7 Hz,而32 m跨度简支梁的建议值分别为5.0、3.0 Hz。

关键词：铁路桥梁竖向基频数值计算混凝土简支梁时速400 km 移动荷载列

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