重庆轻轨大溪沟车站桥动力性能分析论文

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1、重庆轻轨大溪沟车站桥动力性能分析论文.freel+2×20m+4×10m,全长120m。站台全长120m。站厅跨径组成为6×10m,全长60m。对该车站桥采用空间梁单元进行离散,共划分单元1458个,节点1137个。在结构离散中考虑了轨道梁和桥墩横梁的主从连接关系。结构空间离散情况见图1。2荷载列模型及振动舒适性标准确定2.1荷载列模型车辆通过桥梁时的振动系统由车辆、轨道及桥梁3部分组成。由于轨道系统的振动相对于车辆及桥梁来说,.freel。计算中其他系数的取值如下:考虑车辆进出站的制动力和启动力系数取为0.15,考虑车辆横向荷载的横向摇摆力系数取为0.25,

2、考虑车辆冲击影响的冲击系数取为0.28620/(50+L),式中L为计算跨径。这些系数是根据设计规范并结合设计单位的施工图、设计技术标准选取的。荷载列分析模型可采用位移有限单元法求解,该方法的通用性强,对不同的结构形式可以建立相同的计算式,而且可以处理具有复杂结构形式及复杂截面构成的桥梁结构。结构的振动方程为4,52.2振动舒适性标准随着生活水平的提高,人们对乘车环境的要求越来越高,振动舒适性问题更显重要。目前,有关舒适度评价标准的舒适度指标有很多种1,7,但国际国内还没有统一的指标。本文研究的是当车辆经过时引起的车站桥的振动通过人体支撑面传递到人体后(即全身

3、振动)人体的舒适度问题,经综合评价,采用的是文献7介绍的日本国营铁路舒适度标准。3计算结果及分析计算中,考虑轻轨列车以不同的车速上行进出站、下行进出站及上下行同时进出站等工况。根据单轨交通的不同运营状况,计算的速度工况为40,50,60,70,80km/h共5种;进出站工况为上行进出站、下行进出站和上下行同时进出站3种工况;计算工况总数为3×5=15。由于车辆的进出站是一个减速、停靠和加速过程,此处的计算速度为车辆进出车站瞬间的速度。3.1自振特性对大溪沟车站桥的自振特性进行分析,计算了前10阶的自振频率。其中第1~4阶为门形墩柱的靠山侧墩的横向振动;第5阶为

4、结构的纵向振动;第6~10阶主要是结构的横向振动,其中第10阶还包括轻微的水平扭转。前10阶的自振频率值见表1。3.2车桥振动分析根据作者开发的车桥振动分析程序的计算,结构在站台、站厅及楼梯位置处的纵向、横向及竖向加速度最大值见表2。表中的最大加速度是在分析相应于各部位(站台、站厅或楼梯)的所有节点加速度时程基础上得到的。由表2可见,结构在纵、横、竖3个方向都是站台层的加速度值最大,而其中数值最大的竖向加速度值为0.031g。各方向加速度值均较大的站台层最大纵向(站台中部)、横向(站台端部)和竖向(站台端部)加速度所在位置处的加速度时程见图4~6。由图4~6可

5、见,结构的纵向动位移最大,这是由车辆进、出站时的制动和启动引起的,但最大动位移值为1.5mm左右,这表明结构在移动车辆荷载的动力作用下各个方向的刚度都是足够的7。从加速度和位移的时程曲线上看,随着车辆的出站,结构振动将很快地衰减,没有出现振动放大现象。4结论(1)按照日本国营铁路的舒适度标准,大溪沟车站桥在站台、站厅和楼梯各部位的舒适度系数均在1.5以下(即非常良好),除乘客在站台处的横向舒适度指标为良好外,其他各处各个方向的舒适度指标均为非常良好;大溪沟车站桥的乘客舒适度可满足要求。(2)从大溪沟车站桥的振动模态看,由于门形墩柱的靠山侧墩较高,且与盖梁间的约

6、束较少(仅纵向和竖向),结构的前4阶自振均为该墩柱的横向振动;第5阶是纵向振动;第6~10阶为横向振动,其中第10阶还出现轻微的水平扭转振动。(3)由车辆进、出站引起的结构最大动位移仅1.5mm左右,随着车辆的出站,结构振动将很快衰减,未出现振动放大。分析结果表明,大溪沟车站桥的结构设计较为合理,结构具有足够的刚度,整体动力性能较好,桥上各位置处的振动均满足人体舒适度要求。