弹性车轮对大跨斜拉桥车桥耦合振动的抑制特性

陈兆玮; 蒲前华

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211258

吉林大学学报(工学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (09) : 2519 -2532. DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20211258

交通运输工程·土木工程

弹性车轮对大跨斜拉桥车桥耦合振动的抑制特性

陈兆玮 ,
蒲前华

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Suppression characteristics of vehicle-bridge coupling vibration of long-span cable-stayed bridge with resilient wheels

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摘要

为了从动力学角度探明地铁车辆-桥梁（特别是大跨斜拉桥）系统对弹性车轮的适应性，本文开展了大跨斜拉桥上弹性车轮对地铁车桥系统振动的影响及抑制特性研究。基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立了考虑弹性车轮的地铁车辆-大跨斜拉桥系统耦合动力学模型；借助该模型，研究了长-短波不平顺联合激扰下弹性车轮对地铁车辆和大跨斜拉桥的振动特性的影响，并从时-频域角度探明了弹性车轮对地铁车辆-大跨斜拉桥系统的减振效果。研究结果表明：当地铁车辆通过大跨斜拉桥时，弹性车轮能有效降低轮轨作用力以及车轮和轴箱的振动；与传统刚性车轮相比，弹性车轮轮箍振动最剧烈，传统刚性车轮振动其次，而弹性车轮轮芯振动最小；基于本文所采用的弹性车轮动力学参数，弹性车轮的振动卓越频率集中在10~50 Hz，且在25 Hz左右存在峰值；桥梁垂向和横向振动主频均在1 Hz左右，且弹性车轮能有效降低大跨斜拉桥的中、低频振动。