车桥耦合

摘要： 为了研究在列车荷载作用下铁路装配式临时应急钢桥的动响应,本文建立了车-桥耦合振动系统模型,并对其运行规律进行研究,在列车不同时速下,分析了行车安全性以及桥梁动力响应,对比了列车不同时速通过桥梁时对临时钢桥动力响应的影响规律。结果表明:当列车时速为60 km/h通过桥梁时,车辆与桥梁的动力响应符合规范要求;随着列车运行时速增加,车辆和桥梁的动力响应也相应增大,但影响曲线是属于非线性的;列车的最大通行速度建议为80 km/h。

摘要： 钢弹簧隔振器阻尼比是影响钢弹簧浮置板轨道结构减振降噪作用效果的重要参数之一,钢弹簧隔振器阻尼比在设计、制造及日常维养中如何精确测量是行业关注的焦点。结合锤击试验及刚柔耦合数值分析,研究浮置板轨道振动传递特性及阻尼参数对地铁行车的影响。结果表明:(1)锤击力在2~4档是其合适范围,计算自由衰减振动的钢弹簧阻尼比时合适的波形峰值间隔周期为3和4;(2)在简谐激振为1~500 Hz内、钢弹簧阻尼分别为10,30,50 kN·s/m时,钢弹簧浮置板轨道结构在第一共振峰处浮置板垂向位移导纳幅值分别为11.05×10^(-8),6.12×10^(-8),4.19×10^(-8),表明钢弹簧浮置板轨道结构在第一共振峰处的振动响应随着钢弹簧阻尼的增大显著减小;(3)钢弹簧阻尼对地铁列车行车影响的分析表明随着钢弹簧的阻尼增大,地铁列车行车的安全性及舒适度也相应提高,钢弹簧阻尼设置不宜超过50 kN·s/m。

摘要： 为了研究特重车各轮相干桥面激励对斜拉桥振动响应的影响,根据特重车左右轮的相干函数关系和前后轮的时间滞后关系,推导并建立了特重车各轮相干桥面不平顺激励的功率谱矩阵。基于车桥耦合振动理论和虚拟激励法分析特重车各轮相干桥面激励对大跨度斜拉桥车致振动响应的影响,研究结果表明:特重车各轮相干桥面激励增大了斜拉桥振动响应的离散程度,桥梁振动响应随着各轮桥面激励相干强度的提高而增大。斜拉桥在特重车各轮相干桥面激励下的振动响应受不同相干函数模型的影响较小。特重车各轮相干非平稳桥面激励的斜拉桥振动响应离散程度大于各轮相干平稳桥面激励,桥梁振动响应标准差最大值随着车辆加速度的提高而增大。斜拉桥的车致振动响应对多轮多点相干桥面激励很敏感,其振动响应的离散程度随着特重车轴数的增加而增大。

摘要： 团雾桥域多状态车流并存且动态发展,引发桥梁竖向作用密度剧变及纵向作用力动态施加,为实现团雾环境下结构效应分析,团雾下仿真车流的发展和完善车-桥耦合力学关系两个关键问题需要解决。首先团雾边界立面化,抽象实际团雾为团雾匣,依据团雾中车流行进规律,连续划分团雾桥域,确定各桥段车流行进参数,建立团雾状况下车流发展模型,通过团雾边界识别确立车流模型中的变速点,编制车流仿真模块并程序衔接。其次团雾中车辆先减速再匀速最后加速的运动状态,突破了宏观车流一次恒定变速常规,需匹配车辆变速力学模型并融入车-桥耦合系统,构建团雾状况下车-桥系统响应分析平台。最后以一座典型斜拉桥为背景桥梁,计算确定桥梁响应的团雾影响因素和分析指标,进行团雾范围和位置因素对桥梁响应影响的分析。结果表明:团雾状况下梁端顺桥向和跨中竖向位移均超越等保有量状况和标准车流状况,团雾位于跨中时极值最大,桥梁响应分析时,团雾引起桥上汽车荷载分布不均衡和产生纵向力的影响需充分考虑;团雾范围不变,位置由跨中向梁端流动时,团雾对桥梁纵、竖位移响应影响逐渐降低;团雾中心定于跨中,随团雾范围向两侧扩展时,梁端顺桥向位移先增大后减小,跨中竖向位移逐渐减小并趋近于1。

摘要： 为合理选择悬挂式单轨交通小半径曲线轨道梁的截面形式,以某最小过弯半径100 m、跨径20 m的轨道梁桥为研究对象,基于多体动力学,采用ANSYS软件分别建立开口薄壁形、单侧箱形、顶箱形、顶箱+侧箱组合形截面曲线轨道梁模型,进行经济性及车-桥耦合动力响应比较。结果表明:综合考虑用钢量及轨道梁截面横向惯性矩的提升效果,顶箱形截面性价比最高;轨道梁采用顶箱形截面时列车平稳性最好,其次为开口薄壁形截面及顶箱+侧箱组合形截面,单侧箱形截面列车平稳性最差;对于轨道梁跨中竖向动位移,采用顶箱形截面与开口薄壁形截面的计算结果均较好且相差不大。因此该悬挂式单轨交通小半径曲线轨道梁桥主梁采用顶箱形截面最优。

摘要： 交通运输行业的飞速发展伴随着车辆速度的提升与车流密度增大,车辆与桥梁之间的动力耦合研究显得越来越重要。变截面桥梁因其受力合理、节省材料等优势应用更为广泛。本文建立了两个同向移动常荷载作用下的简支变截面梁模型。通过模态叠加法,给出了问题的理论解;并对影响变截面桥梁动力响应的非均匀系数和荷载移动速度进行了深入的研究分析。其结果对相关结构设计具有一定的理论意义与实践价值。

摘要： 为探究较低车速情况下磁浮列车和简支梁桥的车桥耦合振动情况,以国内某中低速磁浮轨道交通试验线工程的20 m跨度简支箱梁为工程背景,采用动力仿真分析软件Midas和UM,建立考虑磁浮控制系统的磁浮列车-桥梁系统仿真分析模型,针对3节编组的磁浮列车以10~80 km/h速度通过简支箱梁的过程,开展磁浮列车与简支箱梁的耦合振动分析,对磁浮列车和桥梁的动力响应结果进行分析探讨。研究结果表明:随着车速提高,列车车体的最大位移和加速度响应值逐渐增大,但均在规范限值之内;悬浮架位移和加速度响应明显大于车体,空气弹簧系统有效衰减了悬浮架传递到车体的振动;梁体跨中挠度和加速度随着车速提高明显增大,均远小于规范限值。

摘要： 本文以福厦铁路泉州湾跨海大桥3×70 m连续刚构桥为背景,基于刚体动力学方法及有限元方法建立车桥耦合振动模型,采用流体力学软件CFD计算列车在桥上时车桥系统三分力系数,并利用谐波合成法对脉动风场进行数值分析,研究横风作用下不同风速及车速的车桥耦合系统动力响应,以及桥上行车安全性及舒适性。结果表明:当风速达到20 m/s时,列车车速应低于300 km/h,当风速达到25 m/s时,列车车速应低于250 km/h;列车车速和风速越大,列车安全性指标越低。

摘要： 悬挂式单轨作为一种新型轨道交通形式具有占地少、投资少、工期短、环境适应性高、景观性好等优点,已逐渐应用于工程领域[1-4]。本文对悬挂式轨道简支轨道梁横、竖向刚度研究展开研究:首先总结归纳国内现有新型轨道交通及常规轨道交通对轨道梁横、竖向刚度指标限值规定,然后建立国内外运营线及试验线轨道梁有限元模型,对比分析各国悬挂式单轨横、竖向刚度指标;其次建立30m直线轨道梁有限元模型及车桥耦合模型,通过改变梁高控制轨道梁刚度,对轨道梁竖向刚度展开研究;最后通过设置不同的初始横向位移,研究轨道梁平稳系数与横向变形之间关系。研究结果表明:当悬挂式单轨简支轨道梁横、竖向刚度指标控制为L/1000,轨道梁具有较优的经济指标及行车舒适性。

摘要： 随着科学技术的发展,桥梁安全问题越来越受到广大工程师的重视,车桥耦合振动分析成为研究热点。文章研究了宽度沿桥梁纵向指数变化的桥梁在移动荷载作用下的振动响应问题,利用车桥耦合振动控制方程和模态函数,得出理论解,并结合工程算例,将理论解与实测值进行对比分析,讨论了非均匀系数、振动频率等参数变化对系统动力响应的影响。

摘要： 车桥耦合振动分析对高铁桥梁设计以及保障高速铁路车辆运行的安全性和舒适性等至关重要.本文通过引进Client-Server技术,针对车桥耦合振动问题提出一种新的模拟策略.该模拟策略将上部车辆结构和下部轨道-桥梁支撑结构分别处理成服务器,将上下部结构间轮轨相互作用处理成客户端,从而在OpenSees中实现车桥耦合振动分析.其不需要改动OpenSees源代码,就能够充分利用OpenSees的非线性地震分析及丰富的材料库、单元库等优势,而且能够考虑非线性Hertzian作用和轮轨分离现象.此外,文中对轮下位置轨道梁单元位移进行了修正,使得轮轨力计算更准确.最后通过与解析解以及经典文献算例对比,验证了该模拟的准确可靠.

摘要： 本文针对同时考虑“复杂体系公路桥梁”、“复杂车辆模型”、“复杂行驶工况”的车桥耦合振动问题,提出基于ANSYS单一环境下的车桥耦合振动响应数值分析方法.该方法将桥梁与车辆模型均独立建立于ANSYS环境下,其耦合作用关系通过APDL编程语言计算并将其在任意时刻施加于车辆及桥梁结构,最终得到振动的时程响应.通过与既有文献的对比及实桥试验测试验证了该方法的正确性.利用该方法对多车辆行驶、匀变速行驶、变车道行驶、超车行驶等复杂工况下的车桥耦合振动响应进行了计算,分析结果良好,故本文方法可以用于各种公路桥型的复杂工况车桥耦合振动研究,具有良好的科研应用前景.

摘要： 对铅芯橡胶双向隔震铁路桥梁在列车荷载作用下的力学性能进行了研究，针对双向隔震铁路桥梁中存在的问题，提出了设置限位器的解决方案，并对设置限位器的双向隔震铁路桥梁进行了车桥耦合动力响应分析。研究结果表明，采用常规隔震设计方法的铅芯橡胶支座在横桥向的初始刚度和屈服强度均不能满足规范要求，设置限位器后，双向隔震铁路桥梁的力学性能有了很大的改善，各项指标均满足列车运行安全性和平稳性要求。

摘要： 本文系统考察了我国提速和重载线路的常用跨度混凝土和钢桥梁、墩现状，结合既有线的桥梁加固和新线用标准图，计算研究CRH2动力分散式电动车组、25吨轴重C80货车作用下的常用跨度简支梁桥的静动力特性，通过车桥耦合振动分析，对列车的走行安全性、平稳性及桥梁的动力响应进行分析和评价，结合实测数据，分别针对主跨16m、24m、32m常用跨度简支梁桥及墩高10m、20m和30m条件提出了适应客车250km／h、25t轴重货车120km／h的桥梁横向刚度限值。

摘要： 根据D'Alembert原理和Euler-Bernoulli梁的假设,在考虑桥面不平顺、车轮和路面相互作用位置不脱离的条件下,建立了连续波纹钢腹板箱梁在多个车辆荷载作用下的振动耦合方程.采用模态综合叠加法和Newmark-β数值积分法,对时变耦合系统运动方程进行迭代求解,并利用Matlab语言编写求解程序.以南昌市朝阳大桥K26-K29非通航孔连续波纹钢腹板箱梁为例,研究多个车辆荷载作用下,连续波纹钢腹板箱梁的振动响应及冲击系数特性,并与单车作用下的结果进行比较.结果表明:桥梁竖向振动与车辆个数不成线性关系,多车激励下的冲击系数比单车作用要小.

摘要： 随着智能材料的发展，磁流变阻尼器(MR)越来越广泛应用于结构振动控制。本文将MR阻尼器应用于车桥耦合系统的振动控制，选取了修正现象模型作为MR阻尼动力模型，将简支梁桥安装MR阻尼器的拉索等价为一竖向刚度和阻尼力，建立了列车-桥梁-MR系统的动力平衡方程，编制了相应的计算程序，分析计算了列车以不同车速通过40m简支梁桥的动力响应情况，比较了MR阻尼器的控制效果。

摘要： FRP 空心板桥面体系是近年来倍受关注的一种新型桥面结构体系,它可用作新建桥梁的桥面板及用于老化桥梁修复中替换原有的桥面板。本文分别以FRP桥面板钢梁桥和FRP桥面板预应力混凝土梁桥作为研究对象,采用3-D全车模型和模态坐标法,以路面竖向不平顾为激励源,建立车-桥耦合振动微分方程,用Runge-Kutta法求解,分析了FRP桥面板梁式桥的动力响应,并与相同条件下的混凝土桥面板梁桥的动力性能进行了对比,同时考察了路面粗糙度及车辆行驶速度对桥梁动力响应的影响。

摘要： 本文以苏通长江公路大桥为工程实例,采用随机车流作用下的车-桥耦合和风-车-桥耦合振动分析系统,研究交通流密度、车速和车-桥耦合效应等因素的影响.考虑到桥梁在随交通流作用下的动力放大系数具有很大的随机性,基于大量样本分析,由动力放大系数的概率分布来阐述各种因素的影响程度.研究表明,在强风环境下,大跨斜拉桥的主梁风振与车辆振动的耦合效应明显,这使得强风环境下交通荷载的动力放大系数可以达到25％.

摘要： 本文以苏通长江公路大桥为工程实例,采用随机车流作用下的车-桥耦合和风-车-桥耦合振动分析系统,研究交通流密度、车速和车-桥耦合效应等因素的影响.考虑到桥梁在随交通流作用下的动力放大系数具有很大的随机性,基于大量样本分析,由动力放大系数的概率分布来阐述各种因素的影响程度.研究表明,在强风环境下,大跨斜拉桥的主梁风振与车辆振动的耦合效应明显,这使得强风环境下交通荷载的动力放大系数可以达到25％.

摘要： 本文以苏通长江公路大桥为工程实例,采用随机车流作用下的车-桥耦合和风-车-桥耦合振动分析系统,研究交通流密度、车速和车-桥耦合效应等因素的影响.考虑到桥梁在随交通流作用下的动力放大系数具有很大的随机性,基于大量样本分析,由动力放大系数的概率分布来阐述各种因素的影响程度.研究表明,在强风环境下,大跨斜拉桥的主梁风振与车辆振动的耦合效应明显,这使得强风环境下交通荷载的动力放大系数可以达到25％.

摘要： 本申请涉及一种多孔足尺风障模型的风车桥耦合系统校验方法，涉及桥梁工程技术领域，所述校验方法包含以下步骤：根据多孔风障结构等比例建立风障模型；对所述风障模型进行风洞试验，确定多孔风障结构的气动力参数和周围的流场分布；结合实际桥梁和列车参数，建立风车桥耦合系统，基于特定的界限列车车速和界限桥梁桥面风速，进行风车桥耦合分析，结合所述多孔风障结构的气动力参数和周围的流场分布，得出车辆的实际响应结果，并判定所述实际响应结果是否符合动力响应评定标准。本申请的校验方法对多孔风障结构建立等比例的风障模型，进行风车桥耦合系统计算，使得风洞试验的结果更加准确，校验结果更加真实且可靠。

摘要： 本发明公开了一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，针对不确定车桥耦合振动系统巧妙的引入了一个服从正态分布的振幅系数α，从而改变了输入系统的随机虚拟激励，让其具备了正态随机分布特征，进而带入方程得到系统响应，通过自相关过程得到响应功率谱密度函数，进而也可以求出系统响应的方差，标准差等；主要针对不确定模型的求解算法，通过在构造虚拟激励时的巧妙改变，且合理的划分空间频率区间，让本不具备计算不确定结构的虚拟激励法有了能够计算不确定结构的能力，这样就使得随机虚拟激励法有了一些虚拟激励法的特点，就比如计算的高效、结果的精确以及样本的减小，这也为研究不确定结构带来了便利。

摘要： 本发明公开了一种基于车桥耦合分析的车桥安全健康评估系统及方法，涉及桥梁健康监测领域，包括车桥耦合分析子系统，其利用桥梁健康监测系统的实测数据对桥梁有限元模型进行修正得到桥梁基准有限元模型，利用桥梁基准有限元模型进行车桥耦合振动分析计算，获得与桥梁健康监测系统的实测数据在同等条件下的理论计算值；桥梁健康状况评估系统，将实测数据与理论计算值相比较，评估桥梁的健康状况；行车安全评估系统，利用车桥耦合振动分析计算得到的理论计算值和实测桥梁振动数据，综合评估行车安全的状况。将理论数据与实测数据相结合，实现定量分析评估桥梁健康及行车安全，提高了评估结果的可靠性。

摘要： 本发明属于车桥系统动力学分析领域，具体涉及一种基于ABAQUS平台的考虑路面不平顺的车桥耦合分析方法。利用ABAQUS软件建立车辆和桥梁的初始模型，并输出为.inp文件，在MATLAB软件中生成路面高程随车辆前进距离的函数，并替换初始桥梁模型中路面部件的纵坐标值，生成新的.inp文件用于车桥系统计算分析。本发明利用ABAQUS强大的动力求解功能，直观地建立车桥耦合模型，避免了编写大量动力学方程代码，同时在后续分析中考虑了路面不平顺的因素，保证了数值计算的准确性。

摘要： 本发明公开了一种基于车桥耦合和数字孪生的城市桥梁群状态评估方法，所述方法包括：获取移动车载信息和移动感知数据；分别将移动车载信息和桥梁表观病害数据叠加到预置的车桥耦合模型，基于叠加后的车桥耦合模型生成仿真桥梁响应数据；获取实际监测的桥梁响应数据，将仿真桥梁响应数据与实际监测的桥梁响应数据进行对比，根据对比结果确定有效桥梁响应数据；根据有效桥梁响应数据和移动感知数据，生成桥梁状态评估结果；当基于桥梁状态评估结果判定桥梁存在损伤时，将桥梁状态评估结果叠加到桥梁数字孪生模型上，由桥梁数字孪生模型输出相应的桥梁损伤状态。本发明可实现桥梁数据的自动采集以及桥梁状态的自动智能化评估。

摘要： 本发明公开了一种基于多种复杂力学效应的车桥耦合动力分析系统，涉及车桥耦合动力分析技术领域，解决了现有技术中无法对桥梁结构进行实时分析的技术问题，对投入运营的桥梁实时通过的列车进行分析，从而判断实时通过列车的运行状态，判断实时通过列车对桥梁结构的影响，判断桥梁结构影响程度是否合格，从而提高了桥梁结构的运营效率以及列车通行的安全性能；对列车通行的桥梁结构进行实时分析，判定分析对象通过桥梁时产生的影响，从而对桥梁结构进行实时状态，防止出现桥梁结构异常导致列车通行风险增加；对桥梁结构内组合梁进行实时分析，判断列车通行对组合梁的影响，从而对桥梁结构组合梁的稳定性进行检测，提高了桥梁结构的安全性能。

摘要： 本发明属于车桥耦合领域，涉及振动分析技术，用于解决现有的车桥耦合振动分析系统的分析过程太过繁杂，耗时长，效率低的问题，具体是基于力学效应的车桥耦合用振动分析系统，包括服务器，所述服务器通信连接有平稳分析模块、脱轨检测模块、辅助检测模块、振动分析模块、数据存储模块、数据采集模块；所述平稳分析模块用于对车辆的平稳性进行检测分析；所述脱轨检测模块用于对平稳性满足要求的车辆进行脱轨检测；所述辅助检测模块用于对脱轨检测结果为合格的车辆进行辅助检测；本发明通过平稳分析模块对车辆进行平稳性能分析，列车的平稳性用于反映乘客的乘坐舒适度以及列车的损坏程度，从而在侧面对列车振动进行反馈。

摘要： 本发明涉及一种基于车桥耦合及随机车辆荷载模型的荷载效应计算方法，所述荷载效应计算方法包括：采用Monte‑Carlo随机抽样方法建立随机车辆模型，根据车桥耦合效应计算桥梁典型位置的应力时程，并通过雨流计数法及GMM聚类算法建立随机车辆荷载作用下的桥梁荷载效应模型；根据桥梁荷载效应模型计算随机车辆作用下的桥梁荷载效应，得到桥梁典型位置的应力幅值分布规律。本发明通过随机车辆荷载模型对各类桥梁的荷载效应进行计算以及疲劳寿命预测，不需要在中小跨径钢桥及钢混组合桥梁设置健康检测系统就可以得到荷载效应谱，进而降低了后期成本，提高了经济效益。

摘要： 本发明公开了一种不确定车桥耦合振动系统响应的求解方法，针对不确定车桥耦合振动系统巧妙的引入了一个服从正态分布的振幅系数α，从而改变了输入系统的随机虚拟激励，让其具备了正态随机分布特征，进而带入方程得到系统响应，通过自相关过程得到响应功率谱密度函数，进而也可以求出系统响应的方差，标准差等；主要针对不确定模型的求解算法，通过在构造虚拟激励时的巧妙改变，且合理的划分空间频率区间，让本不具备计算不确定结构的虚拟激励法有了能够计算不确定结构的能力，这样就使得随机虚拟激励法有了一些虚拟激励法的特点，就比如计算的高效、结果的精确以及样本的减小，这也为研究不确定结构带来了便利。

摘要： 本发明公开了一种斜拉桥车桥耦合模式振动数据监测方法及相关设备，涉及车桥耦合振动领域，主要为解决目前缺少一种更好的监测斜拉桥车桥耦合模式下的振动数据的方法的问题。该方法包括：在目标车辆进入桥梁前获取所述目标车辆的车辆标识信息和重量数据；对同一车辆的车辆标识信息和重量数据关联地进行存储；基于所述目标车辆的重量数据，确定所述目标车辆进入所述桥梁的目标区域的振动安全车速；监测所述目标车辆的位置；在所述目标车辆行驶至所述桥梁的目标区域之前，显示所述目标车辆的车辆标识信息和对应的振动安全车速。本发明用于斜拉桥车桥耦合模式振动数据监测过程。