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车桥耦合振动

高铁桥梁引起环境振动的上部子模型分析

【发表时间:2018/10/31】 【阅读次数:62】

王晓波

摘要:利用数值模拟的方法对高速列车通过高架桥引起环境振动进行了分析。将数值模型分为两个部分:列车—桥梁—桥墩上部模型和桩—土体下部模型,将两个子模型通过墩底反力联系在一起。上部结构模型在SIMPACK中建立,通过模拟计算提取墩底反力,将其作用在下部子模型上,经过分析可以得到周围土体的振动。


分析模型:在ansys中建立简支梁桥和桥墩,通过动力子结构分析和模态分析,得到包含质量矩阵和刚度矩阵的*.sub文件和几何信息的*cdb文件,并将其导入SIMPACK中,施加上部车辆荷载。模型是由三跨标准简支梁桥构成,墩高16m



1-1 上部结构子模型


采用了德国低干扰谱,利用SIMPACK生成轨道不平顺,包括了高低不平顺和方向不平顺。列车以300km/h的速度行驶,经计算分析得到墩底力如下:


           

       图1-2 1#墩的墩底力时程曲线                             1-3 各桥墩的竖向力时程曲线    


在列车荷载作用下1#墩底力的变化量如图1-2,从图中可以看出墩底竖向力的变化比纵向力和横向力的变化大很多,因此可以不考虑纵向力和横向力的作用,仅在下部结构模型中输入墩底竖向力。图1-3为三跨简支梁桥的各墩底力的变化,墩底力的变化量级变化趋势和文献[1]一致,从而验证了上部模型的建模正确性。


参考文献:

[1]   于辉.高架线铁路引起环境振动的减隔震措施研究[D].北京交通大学


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