深水高墩桥梁高速列车作用下桥梁动力学分析 (1)

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着世界高速铁路的迅速发展，列车与桥梁之间的动力振动问题已经受到人们的高度重视。高速行驶的列车会对桥梁产生动力冲击作用，从而影响桥梁工作状态与使用寿命。同时桥梁的振动又会对列车运行时的平稳性和安全性产生影响。随着铁路系统的不断发展，我国地势的复杂性使得很多深水高墩桥梁的建设不可避免，这也给桥梁的建设带来了许多工程上的难题。对深水高墩桥梁高速列车作用下桥梁的动力响应问题进行研究具有很深远的意义。本文对国内外高墩桥梁的研究动态、车桥耦合动力学理论研究和方法、水与结构动力相互作用理论进行综述的基

2、础上，运用Midas桥梁专用有限元分析软件，建立列车．桥梁．深水高墩大系统的动力学模型，模拟在列车作用下深水高墩桥梁的实际振动状态，研究了高速列车对铁路连续刚够桥梁的影响和水对桥梁的动力响应问题。主要做了以下分析和探讨：(1)应用Midas有限元软件建立了连续刚构桥梁有限元模型，并进行桥梁的静特性分析和动力特性分析。(2)对桥梁静力分析结果和动力时程分析结果进行比较，得出动力时程分析的结果均比静力分析的结果大，并且随着速度的增加，动力响应也越来越显著。(3)应用Midas桥梁有限元软件，分别模拟计算出桥墩处于不同水深

3、中桥梁的自振频率。连续刚构桥梁自振频率在有水作用下频率均低于无水时的情况。随着桥墩淹没在水中的深度不断增加时，桥梁的自振频率也逐渐减小。(4)考虑不同水深，相同移动荷载作用下，桥梁跨中和墩顶动力响应变化。随着水的深度不断增加时，跨中(或墩顶)的最大位移、速度和加速度也逐渐减小。由于水的作用，使得桥墩振动受到水体的干扰，桥墩的振动位移、速度和加速度都受到了限制，从而影响到桥梁整体振动特性。关键词：高速铁路；高墩桥梁；车桥耦合；动力分析：深水高墩；移动荷载武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapidd

4、evelopmentoftheworld’Shigh—speedrailway，thedynamicvibrationproblembetweenthetrainandthebridgehasbeensubjecttogreatattention．Thehigh·speedtrainswouldimpactthebridgevibration，thusaffectingtheworking-stateandthelifeofthebridge．Atthesametimeitwillaffectthestability

5、andsecurityoftrainwhenitisworking．Withthecontinuousdevelopmentoftherailwaysystem，itisinevitablethatwemustconstructalotofhi【gh-pierbridgebecauseofthecomplexityofChina’Stopography．Italsobroughtmanyproblemsontheprojectfortheconstructionofthebridge．Sostudythedynami

6、cresponseproblemofthedeep·-ware··high··pierbridgesundertheactionofthehigh-speedtrainshaveveryfar-reachingsignificance．Researchonthebasisofthedomesticandforeignhigh-pierbridge，axlecouplingdynamicstheoryandmethods，waterandstructuraldynamicinteractiontheory．UsingM

7、idaswhichisbridgefiniteelementanalysissoftwaretoestablishtrainandbridgeanddeep—water-piersystemdynamicsmodelandsimulatetheactualvibrationstateofdeepwaterpierbridgeundertheactionofthetrain．Andstudiedtheaffectofcontinuousrigidframebridgeundertheactionofthehigh-sp

8、eedtrains．Andthewatertoimpactofthebridgedynamicresponse．Andthereareanalysisanddiscussionasfollowing：(1)UsingtheMidasfiniteelementsoftwaretoestablishacontinuousrigidframebrid