考慮墩體參振的高速磁浮交通軌道梁動力特性研究.pdf

1、在高速磁浮列車作用下，軌道梁、墩會發(fā)生較大的變形和振動，對結構的安全、車輛的運行安全以及旅客的乘坐舒適度會產(chǎn)生很大的影響。針對磁浮系統(tǒng)的車橋振動，到目前為止的研究工作，無論是對連續(xù)梁還是簡支梁，鮮少考慮墩的作用。隨著墩的升高，墩的剛度會影響整個結構體系的動力特性，成為不可忽略的因素。高速磁浮列車引起的梁墩體系動力問題已成為當前高速磁浮技術發(fā)展遇到的重要課題。 本文結合國家自然科學基金資助項目《高速磁浮交通軌道梁動力特性研究》（項

2、目號：50578010）的研究工作，建立了考慮墩體參振的高速磁浮列車-軌道梁系統(tǒng)動力分析模型，在電磁相互作用和梁墩體系自振特性分析的基礎上，以磁浮線路實測不平順作為外界激勵源，對高速磁浮列車運行時所引起的車輛、軌道梁、墩的各項動力響應進行了計算分析，得出了高速磁浮列車引起的梁墩體系動力響應基本規(guī)律，從而為高速磁浮梁墩參數(shù)選取和方案選擇提供理論基礎與參考建議。全文具體開展了如下幾方面的研究工作： （1）分析了高速磁浮列車、軌道梁、

3、墩系統(tǒng)的電磁學、力學耦合關系，運用結構動力學、車輛動力學及電磁控制理論原理，采用模態(tài)綜合技術，建立了考慮墩體參振的高速磁浮列車-軌道梁系統(tǒng)動力分析模型，給出了具體求解步驟?；诒疚牡姆治隼碚撘约岸嗄甑目蒲蟹e累，獨立編制了車-梁-墩動力分析程序。通過現(xiàn)場試驗結果驗證理論模型和分析方法的有效性。 （2）分析了磁浮線路平縱橫面和線路結構主要特點，介紹了磁浮系統(tǒng)參數(shù)、軌道梁和下部結構相關技術要求，對乘坐舒適度控制指標、軌道梁及下部結構相

4、關技術要求和參數(shù)選定依據(jù)和影響因素進行了綜合分析，并和高速鐵路相關標準進行了對比研究，為梁墩體系動力性能評價提供了評判標準。 （3）建立了電磁相互作用數(shù)學模型，研究了控制方案、控制參數(shù)、軌道梁參數(shù)對懸浮性能的影響規(guī)律，確定了保證高速磁浮列車穩(wěn)定懸浮的磁軌參數(shù)匹配關系，提出了控制懸浮階段過大振動的原則。 （4）以工程實踐為背景，建立了磁浮交通軌道梁墩體系有限元模型，采用子空間迭代法計算了梁墩體系特征值和模態(tài)，分析了不同梁型

5、、約束、墩高、墩重、跨數(shù)等因素對梁墩體系自振特性的影響，闡明了恒載作用下軌道梁墩體系動力特性，為進一步分析高速磁浮列車作用下梁墩體系動力響應及運行安全性和舒適性奠定基礎。 （5）采用車-梁-墩動力相互作用模型，以磁浮線路實測不平順作為外界激勵源，對高速磁浮列車運行時所引起的車輛、軌道梁、墩的各項動力響應進行計算分析，研究了梁墩體系垂向共振和橫向共振條件，對簡支梁和兩跨連續(xù)梁進行了動力學性能分析評估，闡明了高速磁浮列車作用下軌道梁