时变动载荷状况下高速列车对铁路桥振动的影响.pdf

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1、辖枸谶计13文章编号：1002—7610(201I)05001308时变动载荷状况下高速列车对铁路桥振动的影响A．Garinei，等(意)摘要：研究了桥梁在高速列车定载荷和交变载荷作用下，桥梁挠度的变化情况。关键词：高速列车；桥梁；挠度；意大利中图分类号：U271．91文献标识码：BTheEffectofHighSpeedTrainsonVibrationofRailwayBridgeunderMovingLoadsVaryinginTimeA．Garinei，eta1．(Italy)Abstract：Thechangeofbridgedeflectionunderco

2、nstantloadandcyclicloadingofhighspeedtrainsareresearched．KeyWOrds：highspeedtrain；bridge；deflection；Italy得参数形式的测试信号，铁路钢轨被模拟成一弹性支1概述撑上无限长的梁。在该模型中，在路基的指定位置用列车在高速铁路线上行驶产生机械振动，与机械作动器施以激励，所测试的信号就能模拟列车以不同振动相关的众多技术难题直接对高速铁路线造成一定速度通过时对钢轨的作用，因此，接下来的许多试验项的影响。这一学科的很多文献表明，各种振动问题及目(仍进行中)直接评价接收器的响应L2]。

3、其对周围环境的影响引起了许多研究人员的重视。防声屏立柱的力学特性是利用悬臂梁模型进行分“Wave2000”国际论坛]对各种主题、论文作了析的，悬臂梁模型的载荷在意大利铁路网(R．F．I．)规广泛的评论，并对当前发展状况给出了相应的观点，这定的“SupplementalandTemporaryPrescriptionsfor给理论家和实践家提供了一个非常有益的工具。近些theAnti—noiseBarriersDesign”中有详细的描述。同年来，更详细的研究丰富了人们对各种现象的认识。时，对某些工业系统进一步进行动力学分析表明，防声在这些研究中，笔者对高速列车产生的振动

4、所得屏立柱需要制定更合理的技术规范_5]。出的结论是基于一个简单、古典的解析模型。该建模通过列车轮对传递的时变载荷已经成为关注的焦方法为借助于数字模拟或试验做可能的更进一步研点。近来在ETR500列车上进行的试验，评估了现代究，提供了辨识某些特定方面参数的可能。列车的频谱。试验认为，载荷可以分解为常量和谐波特别指出的是，钢轨附近的很多建筑结构(楼房、分量。竖井等)对振动非常敏感，笔者对这一类型的振动进行谐波分量不再像19世纪3O年代蒸汽机车那样，了研究_2]，空气动力学对防声屏的立柱有一定的影因未平衡载荷而产生。当谐波分量频率范围为0～6响_5]。近来，关于简支梁的交变

5、动载荷引起的振动成Hz时，其影响是值得分析的。为铁路桥振动研究的基础课题，这也正是本文的主题。这种考虑了随机附加成分的确定性方法，使模拟简支梁的弯曲振动理论模型是进行参数分析研究载荷等同于实际载荷，已在文献[6]中介绍过。的基础。在前面引用的每篇文献的上下文中均能找到首先，文献[8]分析了交变载荷下简支梁的响应特重要的研究结果，这些研究结果使理论模型针对某一性，尤其在某些领域的经典文献E7]中被研究和分析过特殊问题进行研究。的定载荷将被重新加以分析。这是为估算单条轮对传因此，在研究敏感性建筑结构的振动问题时，为获递的振动响应和多条轮对传递的组合载荷特性做准备收稿日期：2

6、011一O1—10工作。14国外铁道车辆第48卷第5期2011年9月现在，这些结果将被用于上面提到的2种不同情假定总合成力F(f)是与第阶模态相关的力，形下的叠加载荷所产生的响应分析中。假定轮对的作考虑式(1)的第二项并展开载荷的相位，则有：用由谐波成分、常量成分组成，为估算振动的最大挠度值，对定载荷而言，需要知道最大挠度出现的时间；对，一寿砉[l塞P~~cos(ak(t-tk)+]j×交变载荷而言，需要知道它的相位和频率。[H(t—t^)一H(￡一t一L／c)]sinnn(t—t^)本文将阐述上面几个问题是如何影响总的响应以线性化的方法考虑单条轮对及多条轮对在不同的。

7、载荷(定载荷和简谐载荷)下的叠加效应，回到由总合对由多条等距轮对传递的重复性载荷进行分析成力：时，必须考虑交变载荷对增加振动和减弱振动的贡献F：一÷P女COS(~(￡一t)+)×L度。这是当列车启动和离开桥时直接触发的已衰减振[H(一t女)一H(t—t一L／c)sinnn(t—t)动叠加的结果，并取决于响应是同相还是不同相。产生的响应q()。结合初始条件(2)可求出：以各种情形下的研究结果为基础，就有可能对极端情形下的典型参数做出选择，并可以模拟它们的响()一÷CJl0F(s)e”simo(一s)ds应。式中：￡一~／1一：2数学模型引入