• ISSN 0258-2724
  • CN 51-1277/U
  • EI Compendex
  • Scopus 收录
  • 全国中文核心期刊
  • 中国科技论文统计源期刊
  • 中国科学引文数据库来源期刊

莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频研究

宋晓东 邱晓为 李小珍 刘德军 郭建勋

宋晓东, 邱晓为, 李小珍, 刘德军, 郭建勋. 莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(4): 709-714. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170306
引用本文: 宋晓东, 邱晓为, 李小珍, 刘德军, 郭建勋. 莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(4): 709-714. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170306
SONG Xiaodong, QIU Xiaowei, LI Xiaozhen, LIU Dejun, GUO Jianxun. Lower Vertical Frequency Limit for Simply Supported Box-Girder on Moscow-Kazan High-Speed Railway Line[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(4): 709-714. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170306
Citation: SONG Xiaodong, QIU Xiaowei, LI Xiaozhen, LIU Dejun, GUO Jianxun. Lower Vertical Frequency Limit for Simply Supported Box-Girder on Moscow-Kazan High-Speed Railway Line[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(4): 709-714. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170306

莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20170306
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(U1434205);中国铁路总公司科研重大课题资助项目(2016G002-A)
详细信息
    作者简介:

    宋晓东(1985—),男,高级工程师,博士研究生,研究方向为现代桥式及桥梁结构设计理论,E-mail:xdsong2007@126.com

  • 中图分类号: U238;U441.3

Lower Vertical Frequency Limit for Simply Supported Box-Girder on Moscow-Kazan High-Speed Railway Line

  • 摘要: 为研究莫-喀高速铁路简支箱梁竖向下限基频,通过理论公式计算预应力混凝土简支箱梁的竖向基频,建立有限元模型,根据设计荷载效应大于等于实际运营车辆荷载效应的原则,确定梁体容许动力系数;基于移动荷载模型进行动力仿真分析,得到列车作用下简支箱梁的实际动力系数;提出了设计速度250、300、350 km/h和400 km/h简支箱梁竖向自振基频的下限值. 研究表明:梁体动力响应幅值均在其一阶竖弯频率出现波峰;通过调节桥梁的竖向自振基频,避开列车对桥梁的竖向激振频率可以有效降低振动波峰;建议设计速度250、300、350 km/h和400 km/h跨度33.1 m预应力混凝土简支箱梁竖向自振基频分别为3.02、3.63、4.08 Hz和4.68 Hz.

     

  • 图 1  梁截面细部尺寸

    Figure 1.  Detailed scheme of the cross section

    图 2  结构几何特征对基频的影响

    Figure 2.  Effect of structural geometry on the fundamental frequency

    图 3  移动荷载列作用于简支梁

    Figure 3.  Moving load column acting on simply supported beam

    图 4  简支箱梁动力响应特征

    Figure 4.  Dynamic characteristics of simply supported box-girder

    图 5  跨中振动加速度频谱图

    Figure 5.  Vertical acceleration spectrum of mid-span

    图 6  梁体最大动力响应特征

    Figure 6.  Maximum dynamic response characteristics of beam body

    表  1  车辆参数

    Table  1.   Vehicle parameters

    参数CRH3ICE2ЭBC1 × 2
    Lv/m24.82526.40024.730
    Lc/m17.37519.00017.370
    Lw/m2.52.52.6
    最大轴荷载/kN166.6195.0165.0
    一般轴荷载/(kN•m–127.1819.2325.07
    下载: 导出CSV

    表  2  基频系数统计表

    Table  2.   Basic frequency factors statistics

    速度/(km•h–1CRH3ICE2ЭBC1 × 2包络值
    25090100100100
    300110120120120
    350130135135135
    400145155155155
    下载: 导出CSV
  • 崔圣爱,祝兵. 客运专线大跨连续梁桥车桥耦合振动仿真分析[J]. 西南交通大学学报,2009,44(1): 66-71. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2009.01.013

    CUI sheng’ai, ZHU Bing. Coupling vibration simulation of long-span continuous beam bridge on passenger dedicated railway[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2009, 44(1): 66-71. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2009.01.013
    日本铁道综合技术研究所. 日本铁路结构设计标准和解释-混凝土结构[R]. 东京: 日本铁道综合技术研究所, 2004
    UIC. Design requirements for rail-bridges based on interaction phenomena between train, track and bridge: Code 776-2[S]. Paris: International Union of Railways, 2009
    European Committee for Standardization. Eurocode 1: actions on structures-Part 2: Traffic loads on bridges[S]. Brussels: [s.n.], 2003
    国家铁路局. 高速铁路设计规范: TB 10621—2014/J1942—2014[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2014
    国家铁路局. 高速铁路设计规范条文说明: TB 10621—2014/J1942—2014[S]. 北京: 中国铁道出版社, 2014
    XIA He, ZHANG Nan. Dynamic analysis of railway bridge under high-speed trains[J]. Computers & Structures, 2005: 1891-1901.
    JU S H, LIN H T. Resonance characteristics of high-speed trains passing simple supported bridges[J]. Journal of Sound and Vibration, 2003, 267: 1127-1141. doi: 10.1016/S0022-460X(02)01463-3
    松浦章夫. 高速鉄道における車両と橋桁の動的挙動に関する研究[J]. 土木学会論文,1976,256(12): 35-47.

    MATSUURA A. Study of dynamic behaviors of bridge girders for high-speed railway[J]. Journal of JSCE, 1976, 256(12): 35-47.
    FRYBA L. Vibration of solids and structures under moving loads[M]. London: Thomas Telford, 1999: 15-14
    夏禾,郭薇薇,张楠. 车桥系统共振机理和共振条件分析[J]. 铁道学报,2006,28(5): 52-58. doi: 10.3321/j.issn:1001-8360.2006.05.010

    XIA He, GUO Weiwei, ZAHNG Nan. Analysis of resonance mechanism and conditions of Train-Bridge System[J]. Journal of the China Railway Society, 2006, 28(5): 52-58. doi: 10.3321/j.issn:1001-8360.2006.05.010
    沈锐利. 高速铁路简支梁桥竖向振动响应研究[J]. 中国铁道科学,1996,17(3): 24-34.

    SHEN Ruili. Research of vertical vibration response of simple supported beam bridge on high speed railways[J]. China Railway Science, 1996, 17(3): 24-34.
    简方梁,徐升桥,田杨. 城际铁路常用跨度简支箱梁频率限值研究[J]. 铁道勘察,2016,42(3): 101-104. doi: 10.3969/j.issn.1672-7479.2016.03.030

    JIAN Fangliang, XU Shengqiao, TIAN Yang. Research on the fundamental frequency limits of simply-supported box beams with commonly-used spans applied on intercity railway[J]. Railway Investigation and Surveying, 2016, 42(3): 101-104. doi: 10.3969/j.issn.1672-7479.2016.03.030
    李小珍,邱晓为,刘德军,等. 时速400 km/h铁路常用跨度预应力混凝土简支梁竖向基频限值研究[J]. 工程力学,2018,35(5): 204-213.

    LI Xiaozhen, QIU Xiaowei, LIU Dejun, et al. Research on the basic frequency limit of railway common span prestressed concrete simply supported beam with 400 km/h[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(5): 204-213.
    邓建良,吴定俊,李奇. 移动均布荷载作用下简支梁桥动力系数分析[J]. 工程力学,2013,30(5): 56-62.

    DENG Jianliang, WU Dingjun, LI Qi. Impact factor analysis of simply-supported girder bridges traversed by uniformly-distributed moving loads[J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(5): 56-62.
    宋晓东,吴定俊,李奇. 移动均布荷载作用下弹性支撑简支梁动力系数变化规律研究[J]. 工程力学,2013,30(4): 281-287.

    SONG Xiaodong, WU Dingjun, LI Qi. Dynamic factors of simple beam on elastic support under uniformly distributed moving load[J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(4): 281-287.
    刘德军. 风-列车-线路——桥梁系统耦合振动研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2010
    唐友刚. 高等结构动力学[M]. 天津: 天津大学出版社, 2002: 5-10
    邓建良,吴定俊,李奇. 简支梁桥动力系数的移动荷载列分析[J]. 工程力学,2012,29(10): 177-204.

    DENG Jianliang, WU Dingjun, LI Qi. Dynamic factor analysis of simple-supported bridges using discrete moving load model[J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(10): 177-204.
  • 加载中
图(6) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  442
  • HTML全文浏览量:  252
  • PDF下载量:  20
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-08
  • 修回日期:  2018-07-04
  • 网络出版日期:  2019-04-23
  • 刊出日期:  2019-08-01

目录

    /

    返回文章
    返回