铁路邻近结构高速列车风致效应研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:strong_zht
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高速列车具有快速、安全、舒适、环保等优势,已成为轨道交通发展的必然趋势。列车高速通过邻近结构时会出现危及行车安全、降低旅客舒适度和恶化周围环境等问题。目前国内外的研究主要集中在列车周围空气动力性能、列车风的形成机理及传播过程,但关于列车风对铁路邻近结构影响的研究有待进一步完善。通过研究铁路邻近结构列车风致效应,有助于深入认识列车风对邻近结构的气动作用,为工程设计提供科学依据,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以跨线天桥、站台雨棚为研究对象,采用现场实测和数值模拟方法,借助计算流体力学软件Fluent和小波变换技术,研究列车风压分布规律及铁路邻近结构高度、中间开口宽度、外形对列车风压的影响。主要内容可分为三部分。首先,基于小波变换技术,对跨线天桥表面实测风压进行分解与重构,识别风压在不同频段的分布情况,分析跨线天桥表面列车风压的脉动特性和脉冲影响。研究表明,高速列车经过时铁路邻近结构受到的列车气动力不可忽视。跨线天桥表面列车风受随时间变化的低频部分(0~2.5Hz)的影响占主导作用,高频脉动风压的影响比较小。然后,基于计算流体力学技术,结合雷诺时均法,采用滑移网格技术,对铁路邻近结构周围的三维非定常流场进行数值模拟。将实测风压与数值模拟结果进行对比验证,结果表明数值模拟方法具有较好的精度。随后分析列车周围空气动力性能、列车风压分布规律、列车风压与车速的关系、列车风压与列车位置的关系。改变跨线天桥高度、宽度,研究跨线天桥自身对列车风压的影响。以站台雨棚为对象,研究雨棚中间开口宽度、雨棚外形对列车风压的影响。研究表明,车头、车尾经过时,结构表面交替出现正、负风压极值,相邻风压极值之间的时间间隔为0.13s。沿垂直轨道方向风压从正线向两侧呈指数衰减,列车风的主要影响范围为正线两侧15m。铁路邻近结构对列车风压的影响参数主要包括结构的高度、中间开口宽度以及结构外形。列车风压随结构高度的升高而降低;开口宽度在0~8m范围内列车风压随开口宽度的增加而减小;拱形的跨线结构可以显著降低结构表面列车风压。最后,在上述研究的基础上,参考高铁规范分别给出不同高度结构表面列车风压的变化规律及铁路邻、跨线结构列车风荷载计算简图,并将风压极值转化为压力系数,消除车速的影响,为铁路邻近结构设计时列车风荷载的取值提供依据。
其他文献
网架结构是一种较好的大跨度屋盖结构形式,因其诸多优点而被广泛应用于各种建筑中。目前,网架结构的计算和设计基本上都是由计算机辅助设计(Computer AidedDesign,简称CAD)软
建筑结构抗震设计中的地震反应分析多采用刚性地基假定,计算模型常仅考虑上部结构。大量的理论分析和研究表明,在地基土质较软的情况下,地基-基础-上部结构动力相互作用对结
桥梁边跨采用混凝土梁,中跨采用钢梁的创新性设计理念得到了国内外广泛的应用和发展,被用于连续梁、连续刚构、斜拉桥、悬索桥等多种桥型中。钢梁和混凝土梁之间的结合部是混合
近年来,在我国东南围海造地工程中出现了一种具有超大埋深和复杂形状断面的新型土工结构物——爆炸挤淤堆石坝。有关爆炸挤淤堆石坝地基土体的研究大多停留在对工程经验的总
随着社会经济的发展、建筑功能的需要以及工业厂房结构中特殊工艺的要求,钢筋混凝土框架异型节点(变梁截面节点)广泛的出现于各种建筑结构中。该类非常规节点的特点在于节点
本研究以武汉历史文化名城为研究背景,选取历史地段为研究对象,探讨武汉历史地段保护规划中理论与实践问题,力图重新激活武汉历史地段的生命活力、保护其城市历史文化并延续其个
摘要:周期结构具有频率禁带特性,即处于频率禁带范围内的振动或波动无法在结构中传播,从而实现结构隔振降噪的目的。周期点阵夹芯板是一种典型的周期结构,具有轻质、高强和高能量吸收等优良特性,是一种集多功能于一身的优秀建筑板材,具有重要的科研价值和实际意义。本文设计了三种新型周期点阵夹芯板—N型、X型和重叠金字塔型,并利用COMSOL有限元软件对三种传统点阵夹芯板和三种新型点阵夹芯板分别进行了能带结构的分
随着我国经济的高速发展,现代化城市建设规模不断扩大,为了缓解人们日益增长的生活需求与有限的资源环境之间的矛盾、充分发挥建筑物的结构和使用功能,深基坑工程的支护问题明显
本课题是黑龙江省自然科学基金“再生混凝土力学性能及其显微结构试验研究”课题的延续。随着建筑业的发展,大量的废弃混凝土随之产生。将废弃混凝土破碎、清洗、分级,并按一
随着科技水平的不断进步以及城市的快速发展,现代高层建筑朝着更高、更轻、更柔的趋势发展,结构的自振频率接近于自然风的卓越频率。高层建筑自振周期变长、结构阻尼变小致使