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列车经过桥梁时会引起桥梁的振动,桥梁的振动反过来也会影响车辆的振动,即形成车桥耦合振动问题。本文以车桥耦合振动理论为基础,着重对轻轨高架桥桩基托换条件下列车走行性进行研究。
首先从计算模型、激励源、求解方法等方面对有关车桥耦合振动问题的研究现状以及桩基托换的研究概况进行了综述。
在总结和吸收前人研究成果的基础上,建立车辆和桥梁耦合振动的空间模型,以轨道不平顺作为系统的激励源,通过位移协调关系,推导了车桥耦合振动系统的动力平衡方程。编制了用于计算车桥耦合振动的MATLAB程序,该程序能够计算单双线行车,考虑不同车速和不同轨道不平顺情况。利用有限元软件ANSYS计算了桩基托换不同阶段桥梁的自振特性,通过对托换前后桥梁自振特性进行对比,判定桩基托换对桥梁结构的影响。
最后,利用所编制的MATLAB程序,计算了桩基托换不同阶段在轨道不平顺的激励下列车通过桥梁的动力响应并对行车安全性和平稳性进行评定。通过对托换前后列车动力响应的对比,判定桩基托换对列车走行性的影响。