高速磁浮軌道梁在車輛荷載作用下的振動研究.pdf

1、軌道梁是高速磁浮交通系統的主要組成部分。上海線軌道梁的動力設計主要依照德方提供的經驗公式，該式對軌道梁的剛度要求甚高，設計和施工的難度較大。隨著磁浮交通的發(fā)展，為滿足跨越河流和城市主干道的需要，軌道梁的跨度必須進一步增大，德國經驗公式難以滿足開發(fā)新型軌道梁的需要。為優(yōu)化現有梁型和開發(fā)新型中大跨度梁型，對軌道梁在車輛荷載作用下的動力特性進行深入研究是非常必要的。本文以德國磁浮車輛為原型，建立了包括10自由度車輛模型、電磁鐵模型、軌道梁模型

2、和懸浮控制模型的磁浮車輛-軌道梁耦合振動分析模型；分析了磁浮上海線已有梁型的振動特性，并與現場測試數據進行了對比分析，提出了優(yōu)化建議；研制了適用于中等跨度的軌道梁新梁型；在對已有梁型和本文研制的梁型進行大量仿真分析的基礎上，研究了軌道梁振動與車輛參數、結構參數等之間的關系規(guī)律。本文完成的主要工作及結論如下：1.運用本文建立的模型和相應的計算程序，分析了上海線單跨簡支梁和雙跨連續(xù)梁的動力特性。結果表明車速、軌道梁跨度、頻率、阻尼等參數對軌

3、道梁的動力特性有重要影響。德國經驗公式偏于保守，建議在磁浮軌道梁動力設計中直接控制軌道梁的沖擊系數和振動加速度。2.提出了兩種磁浮中等跨度橋梁方案(三跨連續(xù)梁橋和三跨剛構橋)，分析了其在靜活荷載作用下的變形和自振頻率與跨度比、支墩剛度(僅對剛構橋)之間的關系規(guī)律，得到了兩種橋型的跨度比宜在0.5到0.7之間、剛構橋支墩與主跨梁的線剛度比可取2.4等結論。本文研制的磁浮中等跨度橋梁方案已通過國家評審，成為后續(xù)工程的技術儲備。3.運用本文建

4、立的模型和相應的計算程序，分析了中等跨度橋梁在車輛通過時的動力特性。研究表明，橋梁振動反應基本上隨著車速的增加而增加；選擇較小的跨度比是合適的；沖擊系數和加速度隨著橋梁截面剛度的增加而減小，說明增加橋梁截面剛度對減弱橋梁振動的作用是比較直接的。4.沖擊系數和截面剛度的關系可以作為確定結構方案所需截面尺寸的依據之一。在進行磁浮軌道梁(橋梁)設計時，建議采用如下方法：先確定剛度要求的上下限，通過車橋振動分析研究上下限范圍內剛度對振動反應的影