论文题目: 高速铁路桥上无缝线路纵向附加力三维有限元静力与动力分析研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 道路及铁道工程
作者: 徐庆元
导师: 陈秀方
关键词: 高速铁路,三维有限元,桥梁,纵向附加力,铁道工程,振动
文献来源: 中南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高速铁路桥上铺设无缝线路引起的桥梁与钢轨之间的纵向相互作用力,是高速铁路桥梁的重要荷载,梁、轨之间的纵向相互作用力过大,会引起线路失稳、长钢轨折断等严重问题,威胁到高速铁路行车安全;梁、轨纵向相互作用力还是高速铁路桥梁墩台及基础设计的控制性荷载之一;高速铁路梁、轨纵向相互作用力机理研究具有十分重要的工程实用意义。 现有桥上无缝线路纵向附加力计算理论大多采用平面模型,而高速铁路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间性,现有力学模型不能很好反映上述工况,具有很大的局限性;高速列车高速行驶在桥梁上或在桥梁上制动,会引起钢轨及桥梁的振动,但高速铁路动态挠曲力及制动力现有研究成果很有限,有关报道很少。 针对以前研究的不足,本文在吸收国内外研究成果的基础上,建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元静力及动力空间力学计算模型,并用所建立的力学计算模型对高速铁路梁、轨纵向相互作用机理进行了较深入研究,主要内容如下: (1)用Ansys软件建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元静力学模型,并对该力学模型进行了相应的验证。 (2)以秦沈客运专线10跨32米双线简支箱形梁桥为例,运用所建立的空间力学模型,分析了高速铁路多跨简支梁桥上无缝线路钢轨纵向附加力基本特征;对不同运行工况、扣件纵向阻力、墩台刚度、支座布置、扣件布置、桥梁跨数、梁温度变化幅度、支座摩擦阻力、钢轨类型、力学计算模型等因素对高速铁路多跨简支梁桥梁、轨纵向相互作用的影响进行了深入研究;考虑钢轨折断时轨枕的约束作用,建立了断轨力空间力学计算模型,以秦沈客运专线10跨32米双线简支箱形梁桥为例,对单根钢轨折断梁、轨纵向相互作用力基本特征及断缝影响因素进行了深入研究。 (3)以秦沈客运专线跨兴闫公路特大桥为例,分析了在设置钢轨伸缩调节器的情况下,温度荷载循环变化引起的塑性残余变形对梁、轨纵向相
论文目录:
第一章 绪论
1．1 高速铁路发展概况
1．2 高速铁路桥梁研究概况
1．3 桥上无缝线路研究概况
1．4 高速铁路桥上无缝线路纵向力研究意义
1．5 桥上无缝线路计算模型概况
1．6 目前桥上无缝线路研究存在的主要问题
1．7 本文研究主要内容
第二章 梁、轨纵向相互作用有限元静力学模型
2．1 引言
2．2 梁、轨纵向相互作用机理简介
2．3 梁、轨纵向相互作用有限元空间力学模型
2．4 线路纵向阻力模型
2．4．1 常量纵向阻力模型
2．4．2 变量纵向阻力模型
2．4．3 本文采用的纵向阻力模型
2．5 温度荷载模型
2．6 列车荷载模型
2．6．1 竖向荷载
2．6．2 制动荷载
2．7 程序的验证
2．7．1 验证1
2．7．2 验证2
2．8 小结
第三章 多跨简支梁桥上无缝线路纵向附加力静力非线性分析
3．1 引言
3．2 纵向力基本特征
3．2．1 计算结果图示
3．2．2 计算结果分析
3．3 梁、轨纵向相互作用影响因素分析
3．3．1 运行工况
3．3．2 线路纵向阻力
3．3．3 桥墩纵向刚度
3．3．4 支座布置
3．3．5 扣件布置
3．3．6 桥跨数
3．3．7 梁温度变化幅度
3．3．8 支座摩擦阻力
3．3．9 钢轨类型
3．3．10 不同力学模型影响研究
3．4 断轨工况梁、轨纵向相互作用研究
3．4．1 断轨力基本特征
3．4．2 影响因素分析
3．5 小结
第四章 大跨度桥上无缝线路纵向附加力静力非线性分析
4．1 引言
4．2 跨兴闫公路特大桥介绍
4．3 设钢轨伸缩调节器梁、轨纵向相互作用研究
4．3．1 计算结果图示
4．3．2 结果分析
4．4 不设钢轨伸缩调节器梁、轨纵向相互作用研究
4．4．1 纵向力基本特征
4．4．2 梁、轨纵向相互作用影响因素分析
4．4．3 断轨力及断缝计算
4．4．4 跨兴闫公路特大桥铺设温度应力式桥上无缝线路探讨
4．5 本章小结
第五章 制动工况下梁、轨纵向相互作用动力研究
5．1 引言
5．2 列车一维纵向动力计算
5．2．1 计算模型
5．2．2 单元车体作用力的数学描述
5．2．3 列车一维纵向运动微分方程的数值解
5．3 制动力作用下梁、轨纵向相互作用动力学计算模型
5．3．1 力学模型建立
5．3．2 力学模型求解
5．4 制动工况下梁、轨纵向相互作用动力分析
5．4．1 动态制动附加力基本特征
5．4．2 制动工况下动力响应影响因素分析
5．5 小结
第六章 动态挠曲力计算耦合动力学研究
6．1 引言
6．2 动态挠曲力计算耦合动力学模型
6．2．1 机车车辆模型
6．2．2 轮轨关系模型
6．2．3 阻尼模型
6．2．4 轨道不平顺模型
6．3 动态挠曲力计算耦合动力学模型验证
6．3．1 验证1
6．3．2 验证2
6．3．3 验证3
6．4 动态挠曲力分析
6．4．1 动态挠曲力基本特征
6．4．2 影响因素分析
6．5 小结
第七章 梁、轨纵向相互作用程序前处理
7．1 引言
7．2 AUTOCAD二次开发工具介绍
7．3 AUTOCAD VBA编程基础
7．3．1 AutoCAD对象模型
7．3．2 对象层次结构中对象引用
7．3．3 选择集对象
7．4 梁、轨纵向相互作用程序前处理实现原理
7．5 应用实例
7．5．1 实例1
7．5．2 实例2
7．5．3 实例3
7．6 小结
第八章 结论与建议
8．1 本文主要结论
8．2 本文主要创新点
8．3 今后努力方向
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要的研究成果
发布时间: 2005-11-14
参考文献
- [1].铁路拱桥上无缝线路纵向梁轨相互作用与地震反应分析研究[D]. 魏贤奎.西南交通大学2014
相关论文
- [1].高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及方法研究[D]. 曲村.北京交通大学2013
- [2].高速铁路无砟轨道结构力学特性的研究[D]. 陈鹏.北京交通大学2009
- [3].铁路桥梁纵向附加力的静动力非线性分析与仿真研究[D]. 阴存欣.铁道部科学研究院2000
- [4].高速铁路轨道路基竖向动力响应研究[D]. 聂志红.中南大学2005
- [5].高速列车—无碴轨道—桥梁耦合系统动力学性能仿真研究[D]. 万家.铁道部科学研究院2006
- [6].车辆—无碴轨道—桥梁系统竖向耦合振动特性的研究[D]. 杨广军.上海交通大学2007
- [7].高速铁路桥梁动力学问题分析及控制策略研究[D]. 陈志军.华中科技大学2006
Abstract:gao su tie lu qiao shang pu she mo feng xian lu yin qi de qiao liang yu gang gui zhi jian de zong xiang xiang hu zuo yong li ,shi gao su tie lu qiao liang de chong yao he zai ,liang 、gui zhi jian de zong xiang xiang hu zuo yong li guo da ,hui yin qi xian lu shi wen 、chang gang gui she duan deng yan chong wen ti ,wei xie dao gao su tie lu hang che an quan ;liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong li hai shi gao su tie lu qiao liang dun tai ji ji chu she ji de kong zhi xing he zai zhi yi ;gao su tie lu liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong li ji li yan jiu ju you shi fen chong yao de gong cheng shi yong yi yi 。 xian you qiao shang mo feng xian lu zong xiang fu jia li ji suan li lun da duo cai yong ping mian mo xing ,er gao su tie lu qiao liang 、dun tai ji he zai jun ju you hen jiang de kong jian xing ,xian you li xue mo xing bu neng hen hao fan ying shang shu gong kuang ,ju you hen da de ju xian xing ;gao su lie che gao su hang shi zai qiao liang shang huo zai qiao liang shang zhi dong ,hui yin qi gang gui ji qiao liang de zhen dong ,dan gao su tie lu dong tai nao qu li ji zhi dong li xian you yan jiu cheng guo hen you xian ,you guan bao dao hen shao 。 zhen dui yi qian yan jiu de bu zu ,ben wen zai xi shou guo nei wai yan jiu cheng guo de ji chu shang ,jian li le liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong san wei you xian yuan jing li ji dong li kong jian li xue ji suan mo xing ,bing yong suo jian li de li xue ji suan mo xing dui gao su tie lu liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong ji li jin hang le jiao shen ru yan jiu ,zhu yao nei rong ru xia : (1)yong Ansysruan jian jian li le liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong san wei you xian yuan jing li xue mo xing ,bing dui gai li xue mo xing jin hang le xiang ying de yan zheng 。 (2)yi qin shen ke yun zhuan xian 10kua 32mi shuang xian jian zhi xiang xing liang qiao wei li ,yun yong suo jian li de kong jian li xue mo xing ,fen xi le gao su tie lu duo kua jian zhi liang qiao shang mo feng xian lu gang gui zong xiang fu jia li ji ben te zheng ;dui bu tong yun hang gong kuang 、kou jian zong xiang zu li 、dun tai gang du 、zhi zuo bu zhi 、kou jian bu zhi 、qiao liang kua shu 、liang wen du bian hua fu du 、zhi zuo ma ca zu li 、gang gui lei xing 、li xue ji suan mo xing deng yin su dui gao su tie lu duo kua jian zhi liang qiao liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong de ying xiang jin hang le shen ru yan jiu ;kao lv gang gui she duan shi gui zhen de yao shu zuo yong ,jian li le duan gui li kong jian li xue ji suan mo xing ,yi qin shen ke yun zhuan xian 10kua 32mi shuang xian jian zhi xiang xing liang qiao wei li ,dui chan gen gang gui she duan liang 、gui zong xiang xiang hu zuo yong li ji ben te zheng ji duan feng ying xiang yin su jin hang le shen ru yan jiu 。 (3)yi qin shen ke yun zhuan xian kua xing yan gong lu te da qiao wei li ,fen xi le zai she zhi gang gui shen su diao jie qi de qing kuang xia ,wen du he zai xun huan bian hua yin qi de su xing can yu bian xing dui liang 、gui zong xiang xiang