波浪荷载作用下列车-大跨度桥梁耦合系统动力响应研究

摘要

针对波浪荷载作用下车桥系统的耦合作用问题，以某公铁两用跨海斜拉桥为研究对象，基于五阶Stokes波理论及Jonswap波浪谱，利用Fluent软件建立深水环境下的数值波浪水槽模型，计算了重现期分别为5、20、50、100年对应波高下的波浪荷载。采用Ansys与Simpack软件进行联合仿真，对波浪荷载下车桥耦合系统动力响应进行分析。结果表明：车桥耦合系统动力响应随着车速和波高参数的增加而逐步增大；受到轮轨力的影响，波浪-列车联合作用下桥梁横向位移曲线与单独波浪作用下位移曲线线型存在明显差异；不同工况下，桥梁跨中横向位移峰值未出现在列车抵达跨中位置时，说明波浪荷载对桥梁横向位移的影响占主要地位；随着波高的增加，列车各动力指标逐渐增大；当波高达8.92 m及以上，车速达到250 km/h时，列车动力响应更大，此时更易发生事故。

关键词

波浪荷载 / 五阶Stokes波 / 车桥耦合 / 动力响应 / 安全性与舒适性

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.51408217); 湖南省自然科学基金资助项目(No.2021JJ30258;2015JJ3066)