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高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对车—桥系统耦合振动的影响研究

作　者: 罗浩
导　师: 郭向荣
学　校: 中南大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 高速铁路 大跨度 连续梁桥 列车 时变系统 空间振动 徐变变形 刚度 合理值
分类号: U441.3
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


目前,日本、法国、德国等国的高速铁路桥梁通常以中小跨度为主,主要结构形式包括简支梁和连续梁,与简支梁相比,连续梁具有整体性强,梁缝少,梁端变形折角小,轨面平顺度高等优点,因此连续梁应用于高速铁路大跨度桥梁具有较强的竞争力。高速铁路采用全封闭式行车,要求轨道具有高平顺性,并且对线路平纵面参数限制严格,预应力混凝土桥梁由于徐变因素会影响桥面的轨道不平顺,若要保证桥面轨道的平顺性,就必须了解轨道铺设后桥梁的徐变变形对高速列车走形性的影响。本文以武广客运专线四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥为研究对象,就大跨度预应力混凝土连续梁的徐变变形对高速列车的走形性影响进行研究。本文取得以下主要研究成果：(1)采用大型通用软件计算了四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥的徐变变形,并将计算值与实测值进行了对比分析。(2)采用较高精度的箱梁梁段有限元法建立了高速列车一桥梁系统动力学模型,对四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥进行了详细的动力学仿真分析,计算结果表明：在所有计算工况下,四座桥梁的动力响应均满足要求；各车的车体竖、横向振动加速度均满足限值要求,列车行车安全性和舒适性均满足要求。(3)计算了桥梁徐变变形对列车走形性的影响,计算结果表明：当高速列车通过时,以上四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥的后期徐变变形对桥梁的动力响应影响极小,对高速列车的走行性从定性上也没有造成明显的影响,但从数值上对高速列车的轮重减载率、车体竖向振动加速度及竖向舒适度指标有一定程度的增大。(4)分析了大跨度预应力混凝土连续梁桥后期徐变变形的容许值,分析结果表明：相关规范所规定的无砟轨道桥梁的徐变限值10mm对大跨度预应力混凝土连续梁桥是可以放松的。(5)综合国内外关于铁路桥梁刚度的评价标准,根据我国国情,提出适合我国高速铁路大跨度桥梁刚度的计算方法,并对高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁的刚度合理值提出具体的建议,为同类结构的设计、施工提供参考。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-28
  1.1 论文选题背景与意义  10-15
    1.1.1 高速铁路发展的需要  11-12
    1.1.2 大跨度桥梁建设的需要  12-15
  1.2 国内外研究概况  15-26
    1.2.1 混凝土徐变变形研究  15-19
    1.2.2 车桥系统耦合作用研究  19-23
    1.2.3 铁路桥梁刚度限值标准  23-26
  1.3 本文主要研究内容及研究思路  26-28
    1.3.1 研究的主要内容  26
    1.3.2 研究思路  26-28
第二章 大跨度预应力混凝土连续梁桥车-桥耦合空间振动分析模型  28-49
  2.1 引言  28
  2.2 车辆空间振动分析模型  28-32
  2.3 桥梁空间振动分析模型  32-43
  2.4 列车-大跨度连续梁桥系统空间振动方程的建立和求解  43-45
    2.4.1 振动方程的建立  43-44
    2.4.2 振动方程的求解  44-45
  2.5 列车安全、舒适和平稳运行的评估标准  45-48
    2.5.1 列车安全性指标  45-46
    2.5.2 列车舒适性指标  46-48
  2.6 本章小结  48-49
第三章 高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形计算与分析  49-71
  3.1 引言  49-50
  3.2 四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁设计简介  50-53
  3.3 四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁收缩徐变计算  53-55
  3.4 四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁徐变变形观测值  55-70
  3.5 本章小结  70-71
第四章 高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对列车走行性的影响研究  71-108
  4.1 引言  71
  4.2 四座典型高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥车-桥耦合振动计算分析  71-86
  4.3 高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥徐变变形对列车走行性的影响研究  86-106
  4.4 本章小结  106-108
第五章 高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁桥刚度合理值和后期徐变变形容许值研究  108-124
  5.1 引言  108
  5.2 国内外有关规范对铁路混凝土桥梁刚度限值的规定  108-113
  5.3 大跨度预应力混凝土连续梁刚度合理值分析  113-119
    5.3.1 一种适应于大跨度铁路桥梁刚度问题的统一描述方法  114-115
    5.3.2 大跨度铁路桥梁刚度的合理值研究  115-119
  5.4 高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁后期徐变变形容许值研究  119-121
  5.5 本章小结  121-124
第六章 结论与展望  124-127
  6.1 本文的主要工作与结论  124-125
  6.2 本文的主要创新点  125
  6.3 展望  125-127
参考文献  127-140
致谢  140-141
攻读博士期间发表的论文及科研情况  141

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁振动及减振设备
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