横风激扰作用下山区地铁车辆—轨道—高墩桥梁耦合振动研究

发布时间：2025-06-20 03:07

　　重庆作为中国中央直辖市,其城市轨道交通正在飞速发展,但因其山地城市特殊的地理环境,地铁线路不得不跨越众多大江深谷,从而造成线路敷设大量采用了高墩桥梁,个别区段桥墩高度甚至超百米。一方面,与平原城市地下线路相比,山地城市高架线路上运行的地铁更易受到环境阵风的侵扰,从而引起车-桥系统的强烈振动;另一方面,与低墩桥梁相比,高墩桥梁在横风激扰下动力学响应更差、振动更大,进而引发地铁列车安全性骤降,可能发生脱轨或倾覆,造成交通中断;严重情况下,如极端暴风等恶劣天气甚至导致高墩折断或梁体破坏,带来更大的危害。因此,从动力学角度给出横风激扰下高墩桥梁地铁运行安全性限值及其改善措施,以期为山区地铁车辆及线路前期设计及后期运营维护提供一定理论依据。首先,基于车辆-轨道-桥梁动力相互作用理论建立了考虑横风作用的地铁列车-轨道-高墩桥梁动力学模型,其中车、轨、桥作为三个子系统被分别考虑,同时通过轮轨关系、桥轨关系耦合在一起,并对其进行了模型验证,证明了其有效性和可靠性。模型采用四动二拖六辆编组B型地铁列车,车辆采用了35自由度模型,并基于多体动力学进行建模。钢轨简化未欧拉梁,桥梁结构简化为四墩三跨双线简支箱梁...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1重庆轨道交通线路及其地形分布

1第1章绪论分析、梳理、总结前人的成果与现状是横风激扰下运行安全性研究工作的前提。本章介绍横风激扰下列车安全性的研究背景以及关于横风下行车安全的相关规定，之后讨论目前关于横风激扰的研究现状和横风-列车-桥梁动力相互作用的研究现状，最后给出本文的研究方法和研究内容。1.1研究背景本....

图1-2风致列车脱轨或倾覆事故举例

3生，仅2004年至2006年间，就发生了风致列车倾覆的事故多达13起，总计倾覆达79辆之多[10]。最近十几年间，因横风导致的列车倾覆事件依旧发生着，下面就针对2005年至2018年间再举出几个例子[11-14]，如图1-2所示。(a)2005年日本特快列车被风拎起(b)200....

图1-5常见风屏障及兰新线风屏障Fig.1-5CommonwindbarriersandLan-Xinlinewindbarriers

7(ⅱ)车速限值不同：法国两级限速170/180km/h；中国三级限速300/200/120km/h；日本两级限速160/70km/h[18]；(ⅲ)重新规划路径或停运；(ⅳ)保护结构类型如多孔或无孔风屏障、防风明洞等。常见的风屏障及兰新线风屏障见图1-5所示。图1-5常见风屏障....

图2-13UM-APDL联合仿真下的车-线-桥模型

282.2.7模型验证UM(UniversalMechanism)是俄罗斯布良克国立工业大学应用力实验室所研发的一款通用多体运动学及力仿真软件，目前已在铁路领域、机械电子等方面得到了广泛应用[43]。APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)是有限元软....

本文编号：4051333