1、車輛通過橋梁時(shí)將引起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，而橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反過來(lái)又會(huì)影響車輛的振動(dòng)，這就是車-橋耦合振動(dòng)的問題。隨著車輛速度和載重的不斷提高，以及橋梁結(jié)構(gòu)在鐵路線路中的大量使用，為有效的對(duì)鋼桁梁橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)和車輛的舒適性、安全性和平穩(wěn)性進(jìn)行評(píng)估，以及為以后同類橋梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考，需對(duì)鐵路大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)研究。
　　本文以黃韓侯鐵路新黃河特大橋-156m簡(jiǎn)支鋼桁梁橋作為工程背景進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)研究。首先，建立了四軸

2、27個(gè)自由度的車輛振動(dòng)分析模型，結(jié)合模型利用Lagrange方程推導(dǎo)了車輛的運(yùn)動(dòng)方程并組建了動(dòng)力學(xué)方程組，采用模態(tài)綜合法建立了橋梁的動(dòng)力振動(dòng)方程，對(duì)輪軌相互作用關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，對(duì)車-橋耦合系統(tǒng)激勵(lì)源(人工蛇形波和軌道不平順)進(jìn)行了模擬，組建了車-橋系統(tǒng)振動(dòng)的動(dòng)力平衡總方程組，并介紹了動(dòng)力方程組的求解方法以及車-橋耦合振動(dòng)聯(lián)合仿真技術(shù)。然后，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于車-橋耦合振動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的相關(guān)規(guī)范，結(jié)合本文實(shí)際工程背景建立了統(tǒng)一的振

3、動(dòng)性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，結(jié)合本文的工程背景及相關(guān)計(jì)算參數(shù)，利用ANSYS和MIDAS/CIVIL軟件建立新黃河特大橋的有限元模型，對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行計(jì)算，并依據(jù)各國(guó)不同規(guī)范的規(guī)定對(duì)橋梁自振頻率進(jìn)行了評(píng)定和分析。最后，利用ANSYS和UM軟件聯(lián)合仿真分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單個(gè)機(jī)車、編組客車和編組貨車以設(shè)計(jì)時(shí)速通過橋梁時(shí)，對(duì)大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)系統(tǒng)的各項(xiàng)橋梁和車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)參數(shù)的分析，計(jì)算了共振速度。在此基礎(chǔ)上從橋梁結(jié)構(gòu)的橋門架、寬跨比

4、、曲線鋼桁梁橋和車輛系統(tǒng)的軌道不平順以及貨車編組角度出發(fā)，研究大跨度簡(jiǎn)支鋼桁梁橋車-橋耦合振動(dòng)的影響因素。
　　經(jīng)過計(jì)算分析得出：(1)大跨度鋼桁梁橋的橫向剛度相對(duì)較??；(2)不同編組情況下以設(shè)計(jì)時(shí)速通過橋梁時(shí)，車輛和橋梁的各項(xiàng)動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)均在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)；(3)鋼桁梁橋橋門架對(duì)橋梁跨中橫向加速度影響較大；(4)曲線鋼桁梁橋隨著線路半徑的增大，各車輛動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)逐漸變小，輪軌力受到影響；(5)鋼桁梁橋?qū)捒绫鹊脑黾邮沟脵M向剛度