列車高速通過橋梁時的車橋耦合振動分析

大跨度提籃拱橋車橋耦合振動分析——大跨度提籃拱橋車橋耦合振動分析目前國內外規(guī)范對橋梁設計關于橋梁剛度限值的規(guī)定只適用于單跨和多跨簡支梁等小跨度常規(guī)橋梁,特殊結構橋梁都超出了目前我國各種規(guī)范和暫規(guī)所能涵蓋的范圍。提出了列車、大跨度提籃拱橋空間...

以32m簡支梁橋為例,使用有限元軟件simpack和ansys分別建立chr動車模型和32m簡支梁橋模型,進行兩款軟件的聯(lián)合仿真,研究列車的通過速度和簡支梁橋的剛度對橋梁動力響應的影響。研究結果表明:列車通過速度對橋梁跨中的豎向位移及豎向加速度影響比較大,跨中的豎向位移和豎向加速度均隨列車通過速度的增大而增大,列車通過速度對橋梁跨中的橫向位移和橫向加速度影響較小;橋梁剛度對跨中的豎向位移、豎向加速度、橫向位移和橫向加速度的影響比較小,工程中在現有基礎上增大橋梁剛度對提高橋梁結構的穩(wěn)定性意義不大;該計算方法可用于車橋耦合振動分析,計算結果可為高速鐵路橋梁建設提供依據。

本文采用3-d全車模型和模態(tài)坐標法,以路面豎向不平順為激勵源,建立車-橋耦合振動微分方程,用runge-kutta法求解,據此思路用matlab編制車-橋耦合振動的計算程序,并進行了frp橋面板鋼梁橋的振動分析,模擬結果與現場實測結果對比符合較好,表明該方法正確有效,可用于分析各種車橋耦合振動問題。

將曲線通過車輛和曲線連續(xù)梁橋分為兩個由非線性輪軌接觸力聯(lián)系的振動子系統(tǒng)。運用車橋耦合振動理論,建立鐵路車輛曲線通過模型動力方程、曲線梁橋模型及其動力方程?；诩罘蔷€性振動的數值算法,編制曲線梁橋車橋耦合振動分析軟件vcbid,進行一座鐵路曲線連續(xù)梁橋車橋耦合振動響應分析。結果表明:行駛速度對曲線連續(xù)梁橋豎向振幅的影響較大,但曲線連續(xù)梁橋的豎向振幅并不總是隨行駛速度的增加而增加;曲線連續(xù)梁橋的橫向位移隨行駛速度的增大而增大,大致呈線性關系;車輛的橫向加速度、豎向加速度、脫軌系數和輪重減輕率均隨車輛行駛速度的增加而增加,且均滿足我國現行規(guī)范的要求。

車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機振動分析 3－142 車橋耦合系統(tǒng)非平穩(wěn)隨機振動分析 張志超，趙巖，林家浩 （大連理工大學工程力學系工業(yè)裝備結構分析國家重點實驗室，遼寧大連116024） 摘要：本文研究了車橋耦合系統(tǒng)受軌道高低不平順激勵而產生的垂向非平穩(wěn)隨機振動。車輛采用具有 兩系懸掛10個自由度的四輪模型，橋梁采用bernoulli-euler梁單元有限元模型。將軌道高低不平 順假設為均勻調制演變隨機過程，并考慮車輪間的相位差，采用虛擬激勵法(pem)將軌道不平度精確 地轉化為一系列垂向簡諧不平度的疊加，大大簡化了運動方程的求解。在此基礎上采用能夠更真實地 模擬車輛作用力在時間域和空間域上連續(xù)變化的精細積分法(pim)來進行數值積分計算。最后通過兩 個算例給出了耦合系統(tǒng)響應統(tǒng)計值變化的時程曲線，分析了車輛運行速度和軌道不平順對于系統(tǒng)隨機 響應的影響。數值計算表明

以鋼桁梁橋自由振動的模態(tài)和正則坐標作為橋跨結構振動的位移函數,將列車-鋼桁梁橋作為一個系統(tǒng),計算正則坐標下鋼桁梁橋及車輛的總勢能.基于彈性系統(tǒng)的總勢能值不變原理及形成矩陣的對號入座法則,建立了車橋時變系統(tǒng)在正則坐標下的振動方程,有效減少了車橋振動的自由度和計算工作量.以某鐵路為例,計算了連續(xù)鋼桁梁橋車橋系統(tǒng)的振動響應,并用模態(tài)法和非模態(tài)法進行對比,最小誤差為0.16%.

雙鏈式懸索橋車橋耦合振動研究——采用單個移動質量一彈簧一阻尼模型模擬車輛，應用達朗貝爾原理和位移協(xié)調條件，推導出車橋耦合振動的運動方程．考慮幾何非線性及橋面不平度因素，就車輛沿橋縱軸向中心行駛和偏心行駛2種工況，探討單個移動車輛荷載對雙鏈懸索...

基于ANSYS的公路橋梁車橋耦合振動響應數值分析方法

為探討城市軌道交通u型梁車橋系統(tǒng)車橋耦合振動對周邊環(huán)境的影響,采用線性化輪軌模型建立了31個自由度的車輛動力學模型。以重慶市軌道交通一號線工程中梁山以西高架區(qū)間所采用標準跨徑為30m的單線小u結構為對象,采用自編程序和通用對機車車輛過橋時的車橋耦合振動進行了分析,實測了周邊地面受到車橋耦合振動的響應,并通過計算與實測結果的對比分析對所建立的理論模型和編制的程序進行了驗證,對u梁引起的環(huán)境振動進行了評價。結果表明,u型梁具有良好的環(huán)境振動控制效果。

以某鐵路曲線連續(xù)梁橋方案為例,討論了大跨度鐵路曲線梁橋的車橋耦合振動。在對曲線梁橋車橋耦合振動的分析中,建立了具有35個自由度的鐵路車輛曲線通過模型動力方程和曲線梁的動力模型及其動力方程;應用了一種基于激勵非線性振動的數值方法算法,并在windows9x／2000／xp工作環(huán)境下利用powerstation和visualc++完成了計算程序的編制,取得了較好的計算結果。分析中將車輛和曲線連續(xù)梁橋分為兩個由非線性輪軌接觸力所聯(lián)系的振動子系統(tǒng),通過迭代法進行求解,軌道不平順采用在給定軌道條件下的人工模擬不平順,在分析過程中計入了不同車速對曲線通過的車輛及曲線連續(xù)梁橋振動的影響。

為了評估高速鐵路上多線鐵路橋梁列車運行安全性與舒適性,以渝黔鐵路白沙沱大橋為例,采用多體系統(tǒng)動力學軟件simpack建立了crh3動車和拖車三維空間動力學模型,并通過simpack的子結構技術將動車和拖車組裝成列車動力學模型;采用有限元軟件ansys建立了橋梁的動力分析模型,計算其自振特性.根據列車和橋梁子系統(tǒng)之間的變形協(xié)調條件和力平衡條件,在輪軌接觸面的節(jié)點上進行位移和力的數據傳遞,基于simpack與ansys相結合的聯(lián)合仿真方法首次進行多線車橋耦合振動仿真,分析了橋梁動力學指標及列車安全性指標和舒適性指標,探索了多線車橋耦合振動的一般規(guī)律和對列車安全性與舒適性的影響程度.研究結果表明:(1)三線列車共同作用下,與單線單獨行車時對應動車和拖車的車輛安全性指標(脫軌系數、輪重減載率及輪軌橫向力)幾乎完全一致;車輛舒適性指標(車體豎向加速度、車體橫向加速度、豎向舒適度指標及橫向舒適度指標)中除個別豎向加速度約10%外,其余指標都在1%以內,表明由于橋梁剛度較大,橋梁振動對列車動力學指標的影響很小,單線和多線對應動力學指標非常接近,可近似采用單線單獨行車時車輛動力學指標推測多線同時行車的對應指標.(2)三線列車共同作用下橋梁主跨跨中豎向位移比單線疊加位移略大,相差1%以內,豎向位移影響系數在1.001~1.006之間;三線列車共同作用下橋梁主跨跨中橫向位移與單線代數疊加位移相近,相差±10%以內,主跨跨中橫向位移影響系數在1.000左右,可以近似采用單線疊加的豎向位移和橫向位移推測三線列車共同作用下的豎向位移和橫向位移.(3)三線列車共同作用下橋梁主跨跨中豎向加速度絕對值比單線代數疊加后的絕對值小,影響系數在0.636~0.771之間,可參照單線代數疊加的橋梁豎向加速度保守評定橋梁的豎向加速度;三線列車共同作用下的主跨跨中橫向加速度絕對值比單線行車橫向加速度絕對值中的最大值小,可參照單線橫向加速度絕對值的最大值保守評定橋梁橫向加速度.

車橋耦合振動研究方法綜述

車橋耦合振動講義第1講-chapter_No.1

為了探討列車通過軌道交通高架槽形梁時誘發(fā)的結構噪聲，以某擬建30m軌道交通槽形梁為研究對象，建立車橋耦合系統(tǒng)振動分析模型以及槽形梁結構聲輻射有限元/邊界元模型。采用多體動力學軟件simpack建立列車的空間動力學模型，采用有限元軟件ansys建立槽形梁有限元模型，基于simpack和ansys相結合的聯(lián)合仿真方法，獲取輪軌激振力。在計算列車荷載作用下槽形梁結構振動響應的基礎上，采用有限元-間接邊界元耦合聲學分析法，探討底板厚度以及腹板高度對槽形梁結構噪聲的影響。研究結果表明：底板厚度的增加可以降低槽形梁梁體正下方的結構噪聲，但并非越厚越好，底板厚度對結構遠聲場有一定程度的影響，但降噪效果不明顯；腹板高度的變化使槽形梁結構噪聲輻射衰減方向有所改變，橋梁腹板兩側噪聲輻射衰減速度較快；橋梁底板正上方的結構輻射噪聲最強區(qū)域有縮小趨勢；分析結果可為軌道交通槽形梁結構減振降噪優(yōu)化設計提供一定的理論參考依據。

基于有限元的曲線連續(xù)梁橋車橋耦合振動分析——考慮車橋耦合振動計算了汽車通過曲線連續(xù)梁橋時車輛和橋梁的振動。把車輛和曲線連續(xù)梁橋視作兩個分離子體系，分別應用廣義虛功原理和有限元法推導了兩者的各自振動方程組，通過位移協(xié)調方程及車橋相互作用聯(lián)系方程...

不平整度橋面下連續(xù)梁橋車橋耦合振動分析

???????????????????????????????????????(10?ì1.???????.???.??.wangguichun.panjiaying.zhangxin???????????????????-??????2008,25(3)??????????????,?????????,???????????????.???????????????????????,?????????????.??????????????300????????????,??????????,???????????????,?????????????????.????,??????????,????????????????,??????.??????????????????,????????????

建立了具有6個自由度重載列車的車輛振動分析模型和重載鐵路橋梁的梁段單元模型,通過輪軌接觸處的位移協(xié)調條件與輪軌相互作用力的平衡關系建立了重載車輛-橋梁系統(tǒng)耦合運動方程,采用迭代求解,編制了重載鐵路車-橋耦合振動分析程序。對影響重載鐵路簡支梁橋的跨中撓度的各種因素進行了分析,分析結果表明:列車的軸重、速度、加速度、減速度及軌道不平順對重載鐵路橋梁的跨中撓度和豎向加速度有著重要影響。

橋梁墩臺不均勻沉降時的車橋垂向系統(tǒng)耦合振動分析——運用自編車一線一橋垂向耦合振動分析程序，分析車輛通過橋梁時列車和橋梁的動力響應，研究橋梁墩臺發(fā)生不均勻沉降對車、橋垂向系統(tǒng)耦合振動的影響。研究表明：貨物列車通過時，在橋梁墩臺不均勻沉降單一因素...

第43卷第6期 2010年6月 天津大學學報 journaloftianjinuniversity vol.43no.6 jun.2010 收稿日期：2009-06-26；修回日期：2009-08-31. 作者簡介：施穎（1963—），男，教授級高級工程師，博士研究生． 通訊作者：孫慧，bighui2000@sina.com. ▋ 基于ansys的公路復雜橋梁車橋耦合動力分析方法 施穎 1,2 ，宋一凡 1 ，孫慧 3 ，周新平 4 (1.長安大學公路學院，西安710064；2.浙江工業(yè)大學建筑工程學院，杭州310014； 3.天津大學管理學院，天津300072；4.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，西安710075) 摘要：針對復雜橋梁的車橋耦合振動數值分析，提出了采用既有有限元通用分析軟件

為了更加準確地對乘車舒適性進行評價,建立了乘客-車輛-橋梁系統(tǒng)耦合振動分析模型,通過拉格朗日方程推導了系統(tǒng)的動力微分方程,newmark積分進行迭代計算,采用fortran語言編程進行求解,分別計算了橋梁、車輛及乘客的振動響應,并與通常的車輛-橋梁耦合振動模型計算結果進行對比.結果表明:是否考慮乘客模型對于橋梁的位移影響比較有限,但是對于車輛的振動狀態(tài)會產生明顯影響,且車輛與乘客的運動響應存在明顯差異,因此采用車輛的振動響應對乘車舒適性進行評價的方法可能會過高地估計乘客的舒適性.

在公路橋梁設計工作中,要對車橋耦合動力進行分析,從而為車輛安全通過橋梁提供保障.但就目前來看,復雜橋梁車橋耦合動力分析一直是一個難題.基于此,對anysy在公路復雜橋梁車橋耦合動力分析中的應用展開分析,將車輛和復雜橋梁作為相互分離的體系,分別展開振動分析.研究結果表明,使用該方法能夠為復雜橋梁的動力分析提供可靠的方法.