移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析
PDF下载 (240)郑晨晨,黄 强,刘干斌.移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析[J].宁波大学学报(理工版),2021,34(5):74-80.DOI:
ZHENG Chenchen,HUANG Qiang,LIU Ganbin.Dynamic response solution of discretely-supported curved track under moving load[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2021,34(5):74-80.DOI:
| Title: | Dynamic response solution of discretely-supported curved track under moving load |
| 作者: | 郑晨晨, 黄 强, 刘干斌 |
| Author(s): | ZHENG Chenchen, HUANG Qiang, LIU Ganbin |
| 关键词: | 曲线轨道; 振型叠加法; 曲线半径; 挠度; track’s radius |
| Keywords: | curved track; mode superposition method; deflection |
| 分类号: | U213.2 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 针对地铁隧道中曲线轨道的振动问题, 将整体式轨道视为单层离散支承Euler梁, 利用振型叠加法和Runger-Kutta法得到了移动荷载作用下曲线梁径向、竖向和轴向挠度以及扭转位移的时程响应解答, 通过参数敏感性分析, 揭示了不同工况下曲线轨道的空间振动特性. 计算结果表明: 在目前列车速度下, 列车移动荷载近似于准静态荷载作用, 轨道梁的位移曲线呈对称分 布; 钢轨扣件间距对位移影响较小, 扣件支承刚度是影响钢轨位移的主要因素; 随着速度的增 加, 横向荷载作用方向发生改变, 径向位移和扭转变形先减小后增大, 存在一个理想车速; 曲线半径对径向位移和扭转变形影响较大, 对竖向位移影响不明显, 在曲线半径增加情况下, 可以适当增加超高角以减小径向位移和扭转变形. |
| Abstract: | For the vibration of curved track in metro tunnel, the track is considered as a discretely supported Euler beam. Response solutions of radial, vertical and axial deflections and torsional displacements of curved track under moving loads are derived by mode superposition method and Runger-Kutta method. The space of the curve track vibration characteristics under different cases is established by parameter sensitivity analysis. The calculation results show that: When the train speed is low, the moving load is similar to the quasi-static load, and the displacement time history curve of distribution is symmetrical. The distance between rail fasteners has little effect on displacement, and the supporting stiffness of fastener is the main factor affecting rail displacement. With the increase of speed, the direction of the lateral load changes, and the radial displacement and torsional deflection first decrease and then increase, but the vertical displacement is hardly affected by the speed. The radius of the curve has a great influence on the radial displacement and torsional deflection, but has no obvious influence on the vertical displacement. When the radius of the curve increases, the super-elevation angle can be appropriately increased to reduce the radial displacement and torsional deflection. |
| 参考文献 /References: | [1] 楼梦麟, 贾旭鹏, 俞洁勤. 地铁运行引起的地面振动实测及传播规律分析[J]. 防灾减灾工程学报, 2009, 29(3):282-288. [2] 冯青松, 张运来, 陈艳明, 等. 减振扣件对地铁隧道-地表振动特性影响分析[J]. 铁道工程学报, 2020, 37(1):101-108. [3] 雷晓燕, 崔聪聪, 张凌. 地铁列车荷载激励下综合交通枢纽车站站房结构的振动响应[J]. 中国铁道科学, 2019, 40(3):119-128. [4] 陈超. 城市轨道交通曲线几何参数对行车性能的影响及优化[D]. 北京: 北京交通大学, 2015. [5] 袁扬, 刘维宁, 刘卫丰. 基于现场测试的曲线段地铁地面振动传播规律[J]. 中国铁道科学, 2012, 33(4):133- 138. [6] 高广运, 陈娟, 朱林圆. 上海地铁荷载作用下邻近建筑物振动响应分析[J]. 噪声与振动控制, 2016, 36(6):136-141. [7] 孟坤, 崔春义, 许民泽, 等. 地铁运行引起的临近桥梁结构振动分析[J]. 深圳大学学报(理工版), 2020, 37(6): 610-616. [8] 冯青松, 王子玉, 刘全民, 等. 地铁车辆段不同区域振动特性对比分析[J]. 振动与冲击, 2020, 39(14):179-185; 200. [9] Dai J, Ang K K. Steady-state response of a curved beam on a viscously damped foundation subjected to a sequence of moving loads[J]. Journal of Rail and Rapid Transit, 2015, 229(4):375-394. [10] 刘维宁, 李克飞, Valeri M. 移动荷载作用下曲线轨道振动响应解析解研究[J]. 土木工程学报, 2013, 46(1):133-140. [11] 王开云, 翟婉明, 蔡成标. 钢轨扭转运动对轮轨动态相互作用的影响[J]. 中国铁道科学, 2008, 29(3):68-72. [12] 杜林林, 刘维宁, 刘卫丰, 等. 曲线轨道钢轨扭转振动频率响应特性研究[J]. 振动工程学报, 2018, 31(4):644-653. [13] 杜林林, 刘维宁, 刘卫丰, 等. 曲线轨道空间振动响应特性研究[J]. 土木工程学报, 2018, 51(9):110-120. [14] Zhai W, Cai Z. Dynamic interaction between a lumped mass vehicle and a discretely supported continuous rail track[J]. Computers & Structures, 1997, 63(5): 987-997. [15] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 地铁设计规范: GB 50157-2013[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2014. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2020－12－10. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目: 国家自然科学基金（52008214）; 宁波市自然科学基金（2019A610399）; 宁波大学滨海城市轨道交通协同创新中心开放基金（2020003）; 宁波大学研究生科研创新基金（IF2020168）. 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/第一作者: 郑晨晨（1997－）, 男, 浙江宁波人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 城市轨道交通. E-mail: zcc970301@163.com *通信作者: 刘干斌（1976－）, 男, 江西吉安人, 教授, 主要研究方向: 岩土工程. E-mail: liuganbin@nbu.edu.cn |
