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土—结构动力相互作用下的车—桥系统耦合振动分析

作　者: 余宽
导　师: 余志武；朱志辉
学　校: 中南大学
专　业: 土木工程
关键词: 高速铁路桥梁 车桥耦合振动 土-结构相互作用 轨道不平顺 动力响应分析
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


通过对通用有限元软件ANSYS的二次开发,采用基于库伦接触算法的接触单元模拟轮轨接触,分别建立了车-桥、车-桥-墩、车-桥-墩-桩土三种有限元模型,并计算了三种模型下的高速铁路桥梁的竖向以及横向动力响应。在考虑轨道竖向和横向不平顺条件下,对车辆模型、车速、轨道不平顺级别、桥墩横向刚度、桩长、地基等影响参数进行分析,为实际的设计施工提供参考。本文主要完成以下工作：1、综述了高速铁路及其桥梁的特点,总结了国内外车辆-结构动力相互作用研究现状及土-结构动力相互作用研究现状,说明了课题研究的目的和意义。2、建立了行车作用下车-桥-墩-桩土系统的动力相互作用模型,并建立了车-桥-墩-桩土耦合系统的振动分析方程。3、重点分析了桩土对车桥耦合系统的影响,根据有限元原理建立了桩土的空间模型,并采用三维粘弹性边界来模拟无限土体对结构的影响,应用土动力学原理建立桩土相互作用的分析模型。4、通过对通用有限元软件ANSYS进行二次开发,建立了基于轮轨接触单元的车-桥耦合振动系统整体模型。通过本文验证的计算方法在竖向和横向轨道不平顺下,分别从时域和频域两个方面对桥梁的动力响应特性进行了计算和分析。5、分析计算了车辆模型、列车行车速度、桥梁抗弯刚度、桥墩横向刚度、桩长、地基土层深度、轨道不平顺等不同参数对车桥耦合系统中桥梁动力响应的影响规律,为设计单位提供设计依据。

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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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