大跨度预应力混凝土连续梁(刚构)桥—列车时变系统振动分析

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我国西南地区崇山峻岭,地质、地形条件极为复杂,铁路桥梁分布较密,且高墩、大跨桥比例较高,需要修建大量大跨度预应力混凝土连续梁(刚构)桥。本文在已建成的桥梁基础上,进一步开展大跨度预应力混凝土连续梁(刚构)桥动力特性和列车走行性研究。研究方法和研究成果将有利于提高本类桥梁研究和设计水平,为发展更大跨度同类桥梁跨度提供技术支撑。本文主要取得了以下研究成果: 一、在阅读大量文献的基础上,综述了国内外关于铁路桥梁刚度问题的认识及其评价标准,并指出了各自的优缺点所在,说明了研究提出桥梁刚度问题统一描述方法的重要性。 二、提出了一种关于铁路大跨度桥梁刚度问题的统一描述方法,即采用设计荷载下的梁端横向、竖向、扭转角及非梁端处横向、竖向、扭转角的变化率(即曲率)描述桥梁刚度。该方法不但能方便描述简支梁的刚度问题,与现有规范相衔接,而且在描述规范所不能涵盖的特殊结构刚度问题时非常方便。 三、研究采用了一种精度较高的箱梁梁段有限元法来对大跨度铁路连续梁(刚构)桥进行车桥耦合振动分析,具有较高的计算速度,可以更好地满足车桥系统分析要求。 四、对国内几座典型的高墩大跨预应力混凝土连续梁(刚构)桥进行了振动测试,包括自振特性和行车试验等,得到了大量有效测试数据,对相关研究具有重要作用。通过对测试结果进行分析,得出了所测试桥梁具有足够的刚度性能等许多具有规律性的结论。 五、对几座典型桥梁进行了详细的列车—桥梁时变系统空间动力响应计算与分析,并与实测结果进行了比较系统的对比,从理论上证明了上述几座典型桥梁良好的刚度性能以及本文列车—桥梁系统动力分析方法的合理性。 六、综述了国内外关于铁路桥梁刚度限值制定的原则与思路,分析了列车安全、平稳运行的评判指标。根据以上指标,采用本文所提出的桥梁刚度描述方法,并通过改变桥梁刚度等计算参数的方法,讨论了铁路桥梁的刚度限值。 七、综合上述研究成果,对大跨度铁路预应力混凝土连续梁(刚构)桥的刚度设计提出了具体的建议,可用于指导桥梁设计。
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