特大跨度钢桁拱桥列车走行性分析.pdf

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1、第7卷第3期铁道科学与工程学报Vo1．7NO．32010年6月JOURIkfALOFRAlL1～AYSCIENCEANDENGINEERINGJune2010特大跨度钢桁拱桥列车走行性分析李伟强，唐俊峰，郭向荣(1．广州市市政工程设计研究院，广东广州510060；2．中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：以某主跨436in中承式钢桁拱桥为例，运用桥梁结构动力学与车辆动力学，将列车一桥梁视为联合动力体系，建立了列车与大跨度钢桁拱桥的车桥耦合动力分析模型，计算与分析了该桥列车通过时的桥梁动力响应和列车走行性。研究结果为大跨度钢桁拱桥的动力设计提

2、供了理论依据。关键词：特大跨度；钢桁拱桥；列车；走行性；分析中图分类号：U447文献标志码：A文章编号：1672—7029(2010)03一OO44—06TrainrunningperformanceanalysisofextralargespansteeltrussarchedbridgeLIWei—qiang，TANGJun-feng，GUOXiang-rong(1．GuangzhouMunicipalEngineeringDesign＆ResearchInstitute，Guangzhou510060，China；2．SchoolofCivila

3、ndArchitecturalEngineering，CentralSouthUniversity，Cbangsha410075，China)Abstract：AXinjiaomenbridgewastakenasanexamplewhichisahalf—throughsteeltrussarchedbridgewithamainspanof436m，regardingthevehicleandthebridgeasacombinedvibrationsystem，avehicle／bridgein-teractionmodelwereestabli

4、shedwiththeapplicationofbridgestructuraldynamicsandvehicledynamics．Thebridgedynamicresponseandtrainrunningperformancewerecalculatedandanalyzedindetailwhentrainwaspassingthebridge，andtheanalyticalresultsprovideatheoreticalbasisfordynamicdesignonextralargelongspansteeltrussarchbri

5、dgeKeywords：extralargespan；steeltrussarchedbridge；train；runningperformance；analysis钢桁拱桥是一种常见的拱桥形式，拱桥的力学经济实力的增强和建设水平的提高，已经建成或在特点决定其具有良好的竖向刚度J。钢桁拱桥建的钢桁拱桥的跨度不断增大，拟将建成的重庆朝上部结构主要由拱肋、联结系、吊杆、桥面系等组天门大桥主跨达到了552m。我国城市化进程成。其中拱肋是拱桥结构中的主要承重构件，一般的不断推进，大量的城际轨道交通的建设亦将建设都需要承受较大的轴向压力。钢桁拱桥所采用的众多的大

6、跨径桥粱。随着拱桥跨径的不断增大，列桁架式拱肋的优点在于能够采用较小的材料截面车通过桥梁时引起的桥梁响应也相应变大，所以，取得较大的纵横向抗弯刚度，且杆件以受轴向力为对大跨度钢桁拱桥进行车桥耦合振动分析将具有主，能够发挥材料的特性。与箱形拱肋相比，桁架重要意义。拟建的新蕉门大桥位于广州市南沙开式拱肋减轻了自重，使拱桥具有更强的跨越能力。发区，规划为城市主干道及城市轻轨两用跨江特大钢桁拱桥的单根杆件相对较轻，所以施工时不需要桥，上层为机动车桥面，下层为轻轨桥面。主跨大型的起吊设备，加快了施工速度，节约了工程投436m，宽27．8m，拱高96m，矢跨比为1

7、：4．5，是典资。鉴于钢桁拱桥的这些优点，近年来，随着我国型的大跨度连续钢桁梁一钢桁拱桥。该桥拱肋线收稿日期：2010—04—07作者简介：李伟强(1964一)，男，广东山水人，高级工程师，从事桥梁工程的设计与科研工作第3期李伟强，等：特大跨度钢桁拱桥列车走行性分析45型采用二次抛物线。结构示意图见图1。对这种大跨度的钢桁拱桥的动力特性进行研究将具有重要意义。本文运用桥梁结构动力学与车辆动力学的研究方法，将列车与桥梁视为为一个耦合的整体体系，建立了比较完善的车辆与桥梁的空间耦合振动分析模型。采用计算机模拟的方法，计算了列车以不同车速通过此大跨度钢桁拱桥

8、时产生的空间振动响应，着重研究了列车速度变化对桥梁跨中挠图2桥梁有限元计算模型度、车辆舒适度及