大軸重重載列車作用下鋼橋動力性能研究.pdf

1、鐵路重載運(yùn)輸在大宗和長距離的貨運(yùn)方面具有顯著經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)成為世界鐵路運(yùn)輸主要發(fā)展方向之一。隨著我國客運(yùn)專線路網(wǎng)的建設(shè)和投入使用，通過對既有鐵路進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)化改造，發(fā)展重載運(yùn)輸，提高貨運(yùn)能力，將是我國鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕l(fā)展方向之一。隨著荷載的加重，車輛與橋梁的相互作用問題尤為突出，橋梁結(jié)構(gòu)具有跨度大、剛度小的特點，在受到動力沖擊時，振動效應(yīng)尤為明顯，并反過來作用在通過的車輛上，影響列車運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性，形成了車橋耦合系統(tǒng)。車橋耦合問題是一個

2、集時變性、非線性和隨機(jī)性于一體的復(fù)雜的動力學(xué)問題。
　　本文采用更符合實際情況的車橋耦合系統(tǒng)空間模型，在此空間模型的基礎(chǔ)上建立了具有27自由度的車輛運(yùn)動方程和橋梁結(jié)構(gòu)的有限元動力學(xué)方程。此外，考慮輪軌接觸力，建立車橋系統(tǒng)總方程，在軌道不平順激勵下和各種的假設(shè)下，采用數(shù)值方法模擬一段時域樣本來代表整個的隨機(jī)運(yùn)行過程，將模擬得到的時域樣本輸入車橋總系統(tǒng)，運(yùn)用數(shù)值解法，即逐步積分法編寫程序以進(jìn)行數(shù)值計算并獲得系統(tǒng)響應(yīng)隨時間變化的歷程。車

3、橋耦合系統(tǒng)的動力學(xué)方程中的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣都是隨時間變化的矩陣，即關(guān)于時間的函數(shù)。同時，矩陣的結(jié)構(gòu)也在隨時間不斷變化，這導(dǎo)致在程序中每一個不同時間步長內(nèi)的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣必須重新形成，這體現(xiàn)了車橋耦合系統(tǒng)問題的實質(zhì)特點，同時也反應(yīng)了此類問題的復(fù)雜性。
　　本文通過分析各種因素對車橋響應(yīng)在時域方面的影響的分析，總結(jié)了一些有價值的結(jié)論，這些結(jié)論可以應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和對未建橋梁進(jìn)行的動力學(xué)行車模擬及安全評估，并