下承式铁路桁架桥桥面系车致振动研究

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1、硕士学位论文下承式铁路桁架桥桥面系车致振动研究张锴指导老师王赞芝副教授专业名称土木工程学科门类工学论文提交日期2015年6月10日分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文题目下承式铁路桁架桥桥面系车致振动研究英文题目StudyonVibrationsofFloorSystemofThroughTrussBridgeExcitedbyMovingTrain姓名张锴专业名称土木工程学科门类工学指导老师王赞芝副教授论文提交日期2015.06.10论文答辩日期2015.05.24答辩委员会主席冯锦华教授级高工论文评阅人王家全教授、谢肖礼教授、马少坤教授

2、广西科技大学硕士学位论文摘要摘要近年来，随着火车不断提速、车辆载重不断加大以及高速列车的诞生和迅速发展，列车与轨道及桥梁的动力相互作用变得更为复杂，对桥面系的考虑也应更加周全，要求也应更加严格。传统的静力与准静力设计方法在当今科技高速发展的时代,其适用性已满足不了现代桥梁结构实际应用的需求，因此,须参照现代动力学理论及先进技术对既有铁路桁架桥桥面系进行优化设计与安全评估，以满足现代科技水平的设计要求。本文简略回顾国内外铁路桁架桥技术发展及列车-轨道-桥梁动力学研究史。在已有列车-轨道-桥梁动力相互作用研究现状的基础上，针对既有主干铁路桥梁的振动问题,提出

3、了将车辆、轨道以及桥面系作为一个系统，以车辆、轨道、桥面系的动力学方法为基础，借助轮轨及轨桥关系为整个系统的联系纽带,研究列车-轨道-桥面系系统的空间动力特性。本文建立了列车-枕式轨道-桥面系系统模型以及车辆、轨道以及桥面系的运动方程，选用Newmark-β逐步积分法对车辆-枕式轨道-桥面系系统空间振动方程进行了求解。对无碴轨道的运动方程进行了分析，采用Ritz法将轨道的偏微分方程转为常微分方程，求出了在谐振力激励下轨道的稳态振动解。同时以轨道的不平顺及轮对蛇行运动作为激励源，用频域功率谱等效法对铁路低干扰功率谱进行数值计算。以京沪线淮河铁路大桥为工程算

4、例，对其进行了简支梁桁架桥桥面系的行车振动分析，研究了列车-轨道-桥面系系统动力响应在不同车速及一些不平顺等级下的变化规律，计算了车辆、轨道、桥面系等有关的振动响应，初步探讨了它们之间的关系，得出了相关结论。关键词：桥面系；桁架桥；铁路桥梁；轨道不平顺；随机振动I广西科技大学硕士学位论文AbstractAbstractInrecentyears,becauseoftheincreaseofspeedoftrains,theincreaseofvehicleloadandthebirthandrapiddevelopmentofhigh-speedtrai

5、n,dynamicinteractioninthetrain-track-bridgebecomesmoreprominent.Somoreconsiderationshouldbeputonthefloorsystems,alsotherequestshouldbemorerigorous.Intheeraofrapiddevelopmentofscienceandtechnologytoday,theapplicabilityoftraditionalstaticandquasistaticdesignmethodcannotmeettheneeds

6、ofthepracticalapplicationofmodernbridgestructureessentially.Therefore,tomeettheneedofmodernscienceandtechnologydesign,theexistingrailwayfloorsystemsoftrussbridgeshouldbeoptimizingdesignedandbesafetyevaluatedbyusingtheknowledgeofmoderndynamicstheoryandadvancedtechnology.Thetechnol

7、ogydevelopmentofrailwaytrussbridgehomeandabroadandthedynamicresearchofrailway-bridgearereviewedinthispapersimply.Onthebasisoftheexistingstatusofdynamicinteractionoftrain-track-bridgethetrain,trackandfloorsystemsasasystemisputforwardwhichaimatthebridge’svibrationofexistinglinestra

8、in.Regardingtherelationoftheinteractiono