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| 技术创新 |
| 上承式钢板梁桥横向拍振的仿真分析 |
| 2007-06-06 18:13:24 |
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为了提高铁路运输质量和在运输市场的竞争力，我国铁路干线实施全面提速。客车速度由小于 100km/h提高到 120～160km/h，货车速度由 40km/h提高到 60～90km/h。提速中发现空载货车在以大于60km/h速度通过小跨度（20～40m）上承式简支钢板梁桥时，桥梁发生了严重的横向振动，跨中横向振幅最大达12mm。这样大的横向振幅使人们担心列车通过桥梁的定行安全性以及对桥梁结构耐久性的不利影响。因此，不得不采取限制列车通过桥梁行车速度的措施，从而极大地影响了提速的效果。
大量的实桥实验表明阳一副，引起小跨度上承式简支钢板梁产生较大横向振动是在空载或轻载货车以 60km/h～80km/h速度通过这一特定车况和速度下发生的普遍现象，而相同速度下的重载货车、机车和更高速度的客车通过时则没有出现这一现象，结合实测的桥梁横向振动波形，可以说明，这种横向振幅过大的原因是车辆运动的横向作用频率（如轮对蛇行运动）与桥梁有载横向振动频率相近时激发的谐振。实测中还发现，在这种特定车况和速度下部分小跨度PCT梁和下承式简支钢板梁也出现较大的横向振动。
针对这一提速后出现的新问题，我国桥梁科技工作者进行了大量的实桥实验和理论研究。文献[16]以输入蛇行波作为桥梁横向振动的激振源，把实测到的货车的构架蛇行波或货车横摆的频率、波长输入程序中进行计算，分析结果得到了与实测结果相似的桥梁横向位移的变化规律。其计算模型本质上是把列车在轨道上运行时表现出的规律性作为已知条件输入到车、桥耦合系统中，模拟车、桥相互动力响应。这种作法在工程应用的初始阶段是可行的，但是车体或构架的蛇行运动不能代表轮对的蛇行运动，并且，这些给耦合系统计算模型的设定的"已知条件"在工程应用中一般情况下都是未知的，例如车辆横握的频率只有在实车试验以后或耦合系统仿真分析以后才能得到。再者，少量的实验是在特定的车况和路况条件下实测的，不能反映其随机概率分布，又怎么能作为已知条件呢？换句话说，因为它没有涉及轮轨接触理论，以这种做法进行的计算分析不是严格意义上的仿真分析。
本文建立了车辆、线路、桥梁三者的联合模型，考虑了轮轨接触力，应用MSC／DYTRAN大型结构分析程序进行了车桥动力相互作用的分析，并取得初步成果。 |
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