基于移动质量梁列式的混合编组列车—多跨双线简支梁桥垂向耦合振动分析

文颖　陶蕤　何旭辉　周智辉

摘要：現有车桥振动分析需逐步判断轮对与桥梁单元接触状态，增加了多线混合编组列车与多跨桥梁耦合关系建模的复杂性。基于轮对与桥梁密贴模型，通过引入窗函数，建立轮对与桥梁状态变量的显式关系，推导了移动质量梁动力特性矩阵；将车辆一系簧上部分视为独立多刚体系统，建立了混合编组列车一多跨双线简支梁桥垂向耦合振动分析通用模型。基于Newmark-β法关于状态变量的递推公式，提出了车桥系统方程求解的降阶算法，确保计算规模为最小。开展算例分析，验证了模型的正确性。计算了高速列车一三跨双线简支箱梁桥垂向耦合振动响应，结果表明：车体垂向位移较其他响应在双、单线加载时满足恒定峰值比；桥梁各跨跨中响应最大值在单线行车时基本不变；与单线加载相比，双线对称加载桥跨跨中最大垂向位移近似放大2倍，不对称加载桥跨跨中最大垂向加速度出现下降。

关键词：车-桥耦合；混合编组列车；多跨双线简支梁；移动质量梁；降阶算法

中图分类号：U211.3；U448.13 文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2018）01-0001-11

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2018.01.001

引言

随着中国高速、重载铁路的快速发展，简支梁桥因架设方便，适应地基不均匀沉降而获得广泛应用。例如，京沪高铁桥线比达到80.5%，双线简支箱梁约占桥梁总长度的88%。朔黄重载铁路预应力混凝土简支梁桥占桥梁总里程的97.57%。与此同时，开行长大列车能降低铁路运营成本而被公认为铁路运输发展的方向。……