脫軌列車撞擊荷載作用下張弦梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究.pdf

1、隨著列車的營運密度和速度都迅速提高;列車脫軌成為火車運行的一大安全隱患，對于鐵路客站這類人員密集的大型交通樞紐，一旦列車發(fā)生脫軌事故，不僅是結(jié)構(gòu)造成破壞，更有可能危害站內(nèi)人員的安全，其次生災(zāi)害難以想象。
　　通過調(diào)查統(tǒng)計，張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)所占的比例比較大，為追求站房內(nèi)通透性，較多站房結(jié)構(gòu)選擇將柱子設(shè)在站臺下，這也給火車脫軌后撞擊站臺柱留下了一定的安全隱患，并且此類結(jié)構(gòu)一般冗余度較低，抵抗連續(xù)性倒塌的能力較弱，因此對張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)在脫

2、軌列車撞擊作用下的動力響應(yīng)的研究迫在眉睫。
　　本文數(shù)值模擬是由LS-DYNA軟件進行火車與張弦梁雨棚結(jié)構(gòu)的撞擊計算，對張弦梁結(jié)構(gòu)撞擊作用下動力響應(yīng)做了分析，比較了不同邊界條件、不同撞擊初速度對撞擊作用下張弦梁動力響應(yīng)的影響。論文的主要研究內(nèi)容及研究成果如下:
　　1.上部張弦梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力的響應(yīng)是有一定的滯后時間的，雖然時間間隔很短。并且能量的傳遞是以最先接觸到外荷載的部分為中心向周圍傳遞的，某種程度上類似地震發(fā)生時地震波的傳

3、遞，上部結(jié)構(gòu)在該能量波的作用下做來回的振動，并且由于自身的阻尼作用，振動的幅度會越來越小，最后直至靜止;
　　2.列車撞擊初速度5.22m/s-11.75m/s范圍內(nèi)為安全范圍，上部張弦梁結(jié)構(gòu)不會發(fā)生破壞，材料不會屈服，腹桿不會發(fā)生失穩(wěn);當列車以7.83m/s的速度與不同邊界條件站房結(jié)構(gòu)柱發(fā)生撞擊時，站房結(jié)構(gòu)不會發(fā)生破壞。
　　3.雖然在列車80km/h的脫軌初速度撞擊下，上部梁沒有發(fā)生剪切破壞，但不排除列車高速撞擊，產(chǎn)生更

4、大剪切應(yīng)力的可能。為防止梁發(fā)生剪切破壞，可以加強梁端部截面抗剪強度。由于繞Y軸彎矩遠大于繞Z軸彎矩，為減小梁截面撞擊荷載作用下彎曲正應(yīng)力，可以改變截面尺寸或形狀，適當增大截面Y軸慣性矩。
　　4.簡支型張弦梁結(jié)構(gòu)連接節(jié)點、梁單元、索單元的內(nèi)力均大于連續(xù)型張弦梁。連續(xù)型張弦梁結(jié)構(gòu)抵抗撞擊荷載性能比簡支型強。
　　5.當索內(nèi)預(yù)應(yīng)力值由500kN損失變?yōu)?50kN時，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生破壞，材料仍處于彈性階段，但結(jié)構(gòu)的最大位移增加了31