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芜湖长江大桥主跨斜拉桥列车走行安全性与舒适性

李小珍,  蔡婧,  强士中

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李小珍, 蔡婧, 强士中. 芜湖长江大桥主跨斜拉桥列车走行安全性与舒适性[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(3): 34-40.
引用本文: 李小珍, 蔡婧, 强士中. 芜湖长江大桥主跨斜拉桥列车走行安全性与舒适性[J]. 交通运输工程学报, 2002, 2(3): 34-40.
shu
LI Xiao-zhen, CAI Jing, QIANG Shi-zhong. Train running safety and comfort analysis of the cable-stayed bridge on Wuhu Yangtze-river bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(3): 34-40.
Citation: LI Xiao-zhen, CAI Jing, QIANG Shi-zhong. Train running safety and comfort analysis of the cable-stayed bridge on Wuhu Yangtze-river bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2002, 2(3): 34-40.
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芜湖长江大桥主跨斜拉桥列车走行安全性与舒适性

  • 西南交通大学 土木工程学院, 四川 成都 610031

基金项目: 

铁道部科技发展计划项目 96G35-A-05

详细信息
    作者简介:

    李小珍(1970-), 男, 湖南安仁人, 西南交通大学副教授, 博士, 从事桥梁结构动力学研究

  • 中图分类号: U441.2

Train running safety and comfort analysis of the cable-stayed bridge on Wuhu Yangtze-river bridge

  • School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

More Information
    Author Bio:

    LI Xiao-zhen(1970-), male, PhD, an associate professor of Southwest Jiaotong University, engaged in research of bridge structure dynamics

    摘要
  • 摘要: 基于合理的列车走行安全性和舒适性评价指标, 针对芜湖长江大桥主跨180+312+180m斜拉桥, 采用空间杆系单元建立了桥梁的有限元模型, 分析了桥梁的空间自振特性, 运用文献[1]提出的车桥耦合动力分析理论与方法, 计算了桥梁在实际运营列车荷载作用下的车桥动力响应, 对列车通过桥梁时的走行安全性与舒适性进行了详细分析。研究结果表明, 尽管该斜拉桥在设计荷载下(中—活载) 的挠跨比达1/587, 列车通过桥梁时的舒适性与安全性仍能满足要求。

     

    Abstract: The 3D free vibration properties of the cable stayed bridge on Wuhu Yangtze river bridge, which is of 180+312+180m span, are analyzed by space bar FEM model. The coupling vibration responses of vehicle bridge system under moving trains are calculated. Based on the reasonable assessment index, the train running safety and comfort of the bridge are analyzed in detail.Resultsshow that, though the ratio of deflection to span for bridge under design load is 1/587, the train can pass it safely and comfortably.

     

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  • 图  1  空间杆系有限元分析模型立面和空间图

    Figure  1.  Elevation and 3D of space bar FEM model of the bridge

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    图  2  芜湖长江大桥斜拉桥的部分结构空间振型图

    Figure  2.  Space modes of the cable-stayed bridge

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    图  3  双线货物列车速度90 km/h时第20节车辆的竖向与横向振动加速度时程

    Figure  3.  Vertical and lateral acceleration histories of the 20th vehicle under runing freight train

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    图  4  双线货物列车速度90 km/h时桥梁中跨跨中竖向与横向动位移时程

    Figure  4.  Vertical and lateral dynamic displacement histories of bridge at middle span under runing freight train

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    表  1  防止脱轨稳定性的评定标准(GB 5599-85)

    Table  1.   Evaluation standard for derailment (GB 5599-85)
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    表  2  脱轨系数Q/P的界限值(TB/T 2360-93)

    Table  2.   The criteria of derailment coefficient (TB/T 2360-93)
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    表  3  Sperling指标的评定标准

    Table  3.   Evaluation standard of sperling index
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    表  4  机车平稳性评定等级(TB/T 2360-93)

    Table  4.   Evaluation grade of locomotive running quality (TB/T 2360-93)
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    表  5  客车运行平稳性等级(GB 5599-85)

    Table  5.   Running quality grade of passenger train (GB 5599-85)
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    表  6  货车运行平稳性等级(GB 5599-85)

    Table  6.   Running quality grade of freight train (GB 5599-85)
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    表  7  芜湖长江大桥斜拉桥自振频率及振型特点

    Table  7.   Natural frequencies of the cable-stayed bridge
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    表  8  芜湖长江大桥斜拉桥在铁路活载下的车桥空间分析——车辆响应计算结果

    Table  8.   Vibration response of vehicles unde rmoving railway live load
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    表  9  芜湖长江大桥斜拉桥在铁路活载下的车桥空间分析——桥梁响应计算结果

    Table  9.   Vibration response of bridge unde rmoving railway live load
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    表  10  芜湖长江大桥斜拉桥在公路铁路活载下的车桥空间分析——车辆响应计算结果

    Table  10.   Vibration response of vehicles unde rmoving highway and railway live load
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    表  11  芜湖长江大桥斜拉桥在公路铁路活载下的车桥空间分析——桥梁响应计算结果

    Table  11.   Vibration response of bridge unde rmoving highway and railway live load
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    表  12  芜湖长江大桥列车走行安全性与舒适分析结果

    Table  12.   Running safety and riding comfort analysis result of the cable-stayed bridge
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    • 参考文献(8)
  • [1] 李小珍. 高速铁路列车-桥梁系统空间耦合振动理论及应用研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2000.
    [2] V K Garg, 沈利人. 铁道车辆系统动力学[M]. 成都: 西南交通大学出版社, 1998.
    [3] GB 5599-85, 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范[S].
    [4] TB/T 2360-93, 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准[S].
    [5] 铁道部科学研究院. 铁路行车安全译文集(脱轨研究专辑)[Z]. 北京: 铁道部科学研究院, 1998.
    [6] YU Zhan-you, LI Fu-da, LI Gu. Wheel derailment and its evaluation[J]. Journal of the China Railway Society, 1999, 21(3): 33-38.
    [7] ZHAI Wan-ming, CHEN Guo. Method and criteria for evaluation of wheel derailment based on wheel vertical rise[J]. Journal of the China Railway Society, 2001, 23 (2): 17-26.
    [8] 铁道部科学研究院. 200 km/h电动旅客列车组环行线及广深线试验研究报告[R]. 北京: 铁道部科学研究院, 2000.
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出版历程
  • 收稿日期:  2002-02-20
  • 刊出日期:  2002-09-25

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