大跨度铁路钢桁拱桥车桥耦合振动分析

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1、桥梁建设2012年第42卷第6期(总第217期)14BridgeConstruction，Vo1．42，No．6，2012(TotallyNo．217)文章编号：1003—4722(2012)06-014—06大跨度铁路钢桁拱桥车一桥耦合振动分析张敏(北京交通大学，北京100044)摘要：为使列车高速通过大跨度铁路钢桁拱桥时具有良好的走行性，同时使桥梁具有良好的动力安全性，对该类桥梁的车一桥耦合振动进行分析。基于车一桥耦合振动理论，采用三角级数法模拟轨道随机不平顺，联立轮对沉浮振动及侧滚振动方程迭代求解轮轨力，采用迭代法求解桥梁及车辆响应。以南京大胜关长江大桥为例，采用推

2、荐方法对该桥在不同列车(德国ICE3动力分散式高速列车、中华之星列车、南京轻轨列车、空载P62货物列车)以不同速度通过时，桥梁和车辆的动力性能进行分析。分析结果表明，该桥安全性和列车安全性、平稳性指标均满足要求，列车平稳性优良，推荐的计算模型及简化方法可用于同类桥梁的车一桥耦合振动分析。关键词：钢桁拱桥；车一桥耦合振动；车辆模型；轨道不平顺；轮轨接触中图分类号：U441．3文献标志码：AAnalysisofTrain。-BridgeCoupledVibrationofLongSpanRailwaySteelTrussArchBridgeZHANGMin(BeijingJi

3、aotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Toensurethatthetraincanhavegoodtravelingperformancewhenpassesthroughalongspanrailwaysteeltrussarchbridgeathighspeedandalsotoensurethatthebridgecanhavegooddynamicsafety，thetrain—bridgecoupledvibrationofthebridgeofsuchtypeisana—lyzed．Basedonthet

4、heoryofthetrain—bridgecoupledvibration，thetrackrandomirregularityissimulatedbythetrigonometricseriesmethod，thewheel—railforcesareiteratedandderivedsimul—taneouslybytheequationsofthewheelsetbouncingvibrationandrollingvibrationandthebridgeandtrainresponsesarethenderivedbytheiterationmethod．

5、BywayofexampleofDashengguanChangjiangRiverBridgeinNanjing，themethodsrecommendedherewithareusedtoanalyzethebridgeandtraindynamicperformancewhendifferenttypesofthetrains(e．g．theGermanICE3MUsTrain，ChinaStarTrain，NanjingLightRailTrainandEmptyLoadFreightTrainP62)passthroughthebridgeatdifferent

6、speeds．Theresultsoftheanalysisdemonstratethattheindi—cesofthesafetyofthebridge。thesafetyandsmoothnessofthetrainscanallsatisfytherequire—ments，thesmoothnessofthetrainsisgoodandthecalculationmodelsandsimplifiedcalculationoftherecommendedmethodscanbeappliedtothetrain—bridgecoupledvibrationan

7、alysisofthebridgesofsimilartype．Keywords：steeltrussarchbridge；train—bridgecoupledvibration；trainmodel；trackirregu-larity：wheel—rai1contact1引言成为高速铁路桥梁常用的桥型之一。列车高速通过钢桁拱桥以其整体刚度大、抗风性能好等优点铁路桥梁时，由于速度效应和轴距效应，桥梁与列车收稿日期：2012—09—05作者简介：张敏，教授级高工，E—mail：zhangm@brdi．corn．ca。研究方向