时变条件下车辆与桥隧过渡段结构系统的动力特性分析

• 作 者: 秦旗
• 机 构: 重庆交通大学
• 出 处: 重庆交通大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 车辆 过渡段线路结构 耦合动力学 耦合振动 轨面弯折角 时变条件

随着列车行驶速度的不断提高，高速铁路的出现对传统铁路的设计、施工和养护维修提出了新的挑战，在许多方面深化和改变了传统的设计观念或思想。对于桥隧过渡段而言，存在着刚性结构与土工构筑物之间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题以及刚性过渡等问题。如何充分考虑这些因素，以便更为真实有效地对车辆与过渡段结构系统进行动力响应模拟计算，进而为过渡段的设计和施工提供有价值的参考是一项很有意义的研究工作。
本文以车辆与线路系统耦合动力学为基础，进行高速铁路车辆与过渡段线路结构的耦合振动性能的理论分析，研究不同的轨面弯折角、轨下基础刚度差、行车速度、行驶方向对列车及线路的影响规律，建立了高速列车与过渡段线路相互作用的力学分析模型，开发数值仿真软件，对不同轨下基础的轨道连接中具有典型意义的路桥（隧）过渡段的动力学性能，就各种不同工况条件，进行了大量的计算机仿真计算、综合分析和性能评价。
计算分析表明，轨面弯折角对行驶车辆的舒适性、安全性以及过渡段的动力学特性都有非常显著的影响，其相应的各项指标都有随着弯折角的增加呈线性增加的趋势；轨下基础刚度差的变化对行驶车辆的舒适性、安全性以及过渡段动力学特性的影响不大，各项动力学分析指标随刚度差的增大，均在较低的水平上小幅波动，变化较小；在行车速度一定的条件下，相应的的各项指标均随轨面弯折角基本呈线性增长，且增加率与行车速度成正比；在轨面弯折角一定的条件下，各项指标随行车速度也基本呈线性增大，且增加率与轨面弯折角成正比。
这些认识为我们在今后的过渡段结构设计、施工、维护以及线路疲劳破坏方面的研究提供了一些了有价值的参考依据。