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地震作用下铁路斜拉桥动力响应及行车安全性研究
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:U441.3[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木工程学院,湖南长沙410075, [2]中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南长沙410075, [3]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51378511,51678576); 高速铁路基础研究联合基金项目(U1334203); 湖南省高校创新平台开放基金项目(13K006); 牵引动力国家重点实验室开放课题资助项目(TPL1601)
中文摘要:

为研究高速铁路斜拉桥在地震作用下的车-桥耦合动力响应及列车走行性能,以新建杭长客专铁路长沙段(112 m+80 m+32 m)槽型截面独塔斜拉桥为研究对象,利用车-线-桥耦合动力学分析软件TRBF-DYNA建立了考虑地震作用的列车-轨道-桥梁耦合系统空间动力分析模型。采用等效荷载法计算轨道-桥梁子系统的地震响应,通过考虑拟静力位移分量,将钢轨相对地震响应转化为绝对坐标系下动力响应,最终通过空间轮轨滚动接触模型将地震作用传递至车辆子系统。对比分析了不同列车运行速度和不同地震强度条件下桥梁、列车动力响应的变化规律,评估了列车行车安全性能。结果表明:地震对列车运行安全性有显著影响,根据我国规范可判断列车在7度、8度、9度多遇地震下的安全行车速度阈值分别为200 km/h、180 km/h和140 km/h;根据轮轨接触评判准则,在80 km/h~240 km/h的行车速度范围内,在7度、8度和9度多遇地震下轮轨相对位移仍在安全范围内。

英文摘要:

To investigate the train-bridge coupling dynamic responses and train running performances of high-speed railway cable-stayed bridge system under earthquake, a single tower cable-stayed bridge(112 m+80 m+32 m) with channel section, which is located in Changsha part of Hangzhou-Changsha dedicated passenger line, was taken for a case study. A spatial dynamic analysis model of train-track-bridge coupled system subjected to earthquakes was established by computational analysis software TRBF-DYNA. The seismic responses of track-bridge subsystem were calculated by the equivalent load method. The relative seismic responses of rail were transformed to the dynamic response in the absolute coordinate system through considering pseudo-static displacement component. Finally the seismic action was applied to the train through the spatial wheel-rail rolling contact model. The variations of bridge-train dynamic responses and train running safety were analyzed under different running speeds and seismic intensities. The results show that seismic excitations have significant influence on the train running safety, and the safety velocity thresholds of train corresponding to the frequent earthquake intensities of 7, 8 and 9 are respectively 200 km/h, 180km/h and 140 km/h according to Chinese national code. Meanwhile, according to the wheel-rail contact judgment criteria, the wheel-rail relative displacements are still within safety range under frequent earthquakes with intensity of 7, 8 and 9 when the range of train speed is from 80 km/h to 240 km/h.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
  • 地址:北京清华大学新水利馆114号
  • 邮编:100084
  • 邮箱:gclxbjb@tsinghuae.du.cn
  • 电话:010-62788648
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32789