地震作用下大跨度斜拉桥车桥耦合振动分析

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随着我国高速铁路快速发展,大跨度斜拉桥被广泛的运用于我国高速铁路建设中,本文以安庆长江铁路大桥为例,研究了地震作用下车-桥耦合系统的动力特性。本文分析了大跨度斜拉桥的特点,分析了车桥动力响应问题的研究方法,说明了地震作用下车桥系统动力分析的重要性。建立了车-桥系统动力分析模型,桥梁子系统由有限元模型模拟,车辆子系统由刚体动力学方法模拟,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,以轨道不平顺和典型地震波加速度时程作为系统激励,运用“系统分离迭代”这一新方法求解了车-桥系统动力方程。本文用MIDAS软件建立了斜拉桥空间有限元模型,分析了桥梁的自振特性,将地震加速度时程和车桥程序计算出的轮轨力时程施加给桥梁模型,以此模拟列车在桥上运行过程,通过迭代计算得到地震-车-桥系统动力响应。在此基础上分析了不同车速、单双向行车、不同地震波和考虑地震行波效应对车桥系统的影响。最后运用桥梁动力响应指标、行车安全指标和平稳性指标对车桥系统动力响应进行了评估,为今后设计提供了参考。
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