朱志輝 徐智偉 程玉瑩 王力東 蔡成標(biāo)

摘要：為研究列車一大跨度板桁結(jié)構(gòu)斜拉橋耦合振動(dòng)引起的整體與局部振動(dòng)響應(yīng)問題，提出了基于車一橋耦合動(dòng)力學(xué)的數(shù)值分析方法.首先建立橋梁結(jié)構(gòu)精細(xì)化三維有限元模型，并由直接剛度法建立橋梁子系統(tǒng)動(dòng)力方程；列車采用31自由度剛體動(dòng)力學(xué)模型，輪軌之間分別采用赫茲非線性接觸模型和非線性蠕滑力模型計(jì)算法向力和蠕滑力；利用自主開發(fā)軟件TRBF-DYNA開展車橋耦合系統(tǒng)加速度、動(dòng)位移以及動(dòng)應(yīng)力分析.以主跨406 m的三塔斜拉橋荊岳鐵路洞庭湖大橋?yàn)檠芯繉?duì)象，開展了不同行車線路、不同車速以及不同軌道不平順條件下的耦合系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)分析，研究了橋梁整體和局部動(dòng)力響應(yīng)，以及列車運(yùn)行安全性指標(biāo)和乘坐舒適性指標(biāo)的變化規(guī)律.結(jié)果表明：正交異性鋼橋面板的局部動(dòng)力響應(yīng)遠(yuǎn)大于鋼桁架主梁；大跨度斜拉橋的動(dòng)力系數(shù)較小，受車速和軌道不平順譜的影響較??；鋼桁架主梁下弦桿和腹桿處于高周疲勞應(yīng)力工作狀態(tài)，在疲勞性能研究中需要特別關(guān)注；設(shè)計(jì)速度條件下，橋梁動(dòng)力響應(yīng)指標(biāo)以及列車運(yùn)行安全性和舒適性指標(biāo)均滿足規(guī)范要求.

關(guān)鍵詞：車一橋耦合振動(dòng)；鐵路斜拉橋；有限單元法；輪軌接觸；動(dòng)力響應(yīng)