城市轨道交通简支箱梁桥结构振动特性分析

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1、城市轨道交通简支箱梁桥结构振动特性分析雷晓燕汪振国罗锟华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研宄中心摘要：研宄目的:针对列车过桥时简支箱梁桥所发生的结构振动问题，本文总结分析以往利用SIMPACK软件建立的仿真模型，并基于多体动力学与有限元法，提出一种轮轨耦合仿真实现方法，据此建立城市轨道交通车桥耦合振动分析模型，进而从时域和频域两个方面对列车过桥时箱梁结构振动特性进行分析，以期为城轨高架箱梁桥的减振设计提供参考。研宂结论：（1）列车以40km/h的速度过桥时，箱梁翼板的竖向振动最强烈，其次为腹板，且箱梁的竖向振动较之横向振动更为剧烈；（2）列车速度增加不仅会增大箱

2、梁的变形，也会使箱梁受到更大的冲击能量；（3）列车低速过桥时，40Hz以下的低频模态对箱梁局部振动贡献较大;高速过桥时，基频模态对箱梁局部振动贡献最大，且车速増加容易激发箱梁更高阶的模态，致使箱梁局部振动加强；（4）本文轮轨耦合方法不仅适用车桥间的耦合，也适用于车辆与大地或其他轨道结构间的耦合。关键词:箱型梁;结构振动;车桥耦合;模态;频率;作者简介：雷晓燕，1956年出生，男，教授，博士生导师。收稿日期：2017-06-13基金：国家自然科学基金项目（51478184，51268015）AnalysisofStructuralVibrationCharacteris

3、ticsofSimplySupportedBoxGirderBridgeinUrbanRailTransitLEIXiao-yanWANGZhen-guoLUOKunEngineeringResearchCenterofRailwayEnvironmentVibrationandNoise，MinistryofEducation，EastChinaJiaotongUniversity;Abstract：Researchpurposes:Aimingattheproblemofstructuralvibrationofsimplysupportedboxgirderbr

4、idgewhenthetrainpassesthebridge,theprevioussimulationmodelthatwasestablishedbySIMPACKissummarizedandanalyzed,andawheelrailcouplingsimulationmethodisproposedbasedonthemulti-bodydynamicsandfiniteelementmethod.Accordingtothismethod,avehiclebridgecoupledvibrationanalysismodelisestablished,a

5、ndthestructuralvibrationcharacteristicsofboxgirdersareanalyzedfromtwoaspectsoftimedomainandfrequencydomain,inordertoprovideareferenceforthevibrationreductiondesignofurbanrailelevatedboxgirderbridge.Researchconclusions:(1)Whenthetrainpassesatthespeedof40km/h,theverticalvibrationofwingist

6、hestrongest,thesecondistheweb,andtheverticalvibrationoftheboxgirderismoreviolentthanthetransversevibration.(2)Theincreaseofthetrainspeedwillnotonlyincreasethedeformationoftheboxgirder，butalsocausetheboxgirdertobesubjectedtogreaterimpactenergy.(3)Whenthevehiclepassesthroughthebridgeatlow

7、speed,thelowfrequencymodebelow40Hzcontributesgreatlytothevibrationoftheboxgirder;Whenthevehiclepassesthroughthebridgeathighspeed,thefirstordermodecontributesmosttothevibrationoftheboxgirder,andtheincreaseofvehiclespeedcanexcitethehigherordermodalofboxgirder,whichmakesthelocalvi