【摘要】：隨著高速鐵路的迅速發(fā)展,列車速度越來越高,橋梁承重越來越大,移動荷載引起的橋梁振動問題比以前更加顯著。過去對車橋耦合振動的研究多是針對橋梁的豎向彎曲振動,也就是假設(shè)移動荷載是沿著橋梁中心線而行駛。而實(shí)際上,列車或車輛荷載很可能會偏離橋梁的中心線行駛,此時(shí),不僅會引起梁的豎向彎曲振動,也會引起梁的側(cè)向彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動,尤其是當(dāng)梁截面不是對稱時(shí),非對稱方向上發(fā)生的彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動是耦合的。本文旨在研究移動荷載下單軸對稱工字梁的橫向和扭轉(zhuǎn)耦合振動。為此,列車用兩個(gè)具有恒定間隔的偏心輪荷載來模擬。為了獲得用于揭示關(guān)鍵參數(shù)的閉合解,橋梁慣性和阻尼效應(yīng)都被忽略。此外,通過假定側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)位移被約束在梁的兩端,考慮斷面的翹曲變形,確定簡支梁受到偏心移動荷載的振動控制方程,以一系列正弦函數(shù)來近似橫向位移和扭轉(zhuǎn)位移,進(jìn)一步利用常數(shù)變易法推導(dǎo)出簡支梁的扭轉(zhuǎn)響應(yīng),再由此確定扭轉(zhuǎn)振動的共振和相消條件,最終得到針對扭轉(zhuǎn)振動的簡支梁的最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。建立工字形截面梁橋結(jié)構(gòu)離散化的力學(xué)計(jì)算模型,選取模擬翹曲的插值函數(shù),選擇合適的算例,并將有限元方法的結(jié)果與解析方法計(jì)算結(jié)果相比較,對理論分析進(jìn)行驗(yàn)證。在閉合解和有限元解分析的基礎(chǔ)上,得到的主要結(jié)論有:第一,針對扭轉(zhuǎn)振動的簡支梁的最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與針對豎向振動的簡支梁的最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)剛好相同,在高速鐵路軌道設(shè)計(jì)中采用單軸對稱工字鋼設(shè)計(jì)具有很大的優(yōu)勢,因?yàn)樵趯?shí)務(wù)上無需對扭轉(zhuǎn)和豎向標(biāo)準(zhǔn)加以區(qū)別。第二,當(dāng)梁跨與車長之比滿足一定條件時(shí),簡支梁幾乎不會產(chǎn)生共振響應(yīng)。本文的創(chuàng)新點(diǎn)有三。第一,考慮了列車行駛的實(shí)際情況,即列車偏離橋梁中心線行駛,引起了橋梁的扭轉(zhuǎn)振動和側(cè)向振動,且對于單軸對稱的工字梁,扭轉(zhuǎn)振動和側(cè)向振動是耦合的。第二,假設(shè)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)為簡諧波疊加的形式,推導(dǎo)出扭轉(zhuǎn)響應(yīng)的閉合解。第三,從閉合解推導(dǎo)扭轉(zhuǎn)響應(yīng)的共振條件和相消條件,最終得到針對扭轉(zhuǎn)振動的簡支梁的最佳設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441.3;U270.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2685781