[发明专利]跨线天桥非一致激励下动力响应的计算方法

摘要

跨线天桥非一致激励下动力响应的计算方法。本发明是关于跨线人行天桥在正线列车非一致激励作用下动力响应的计算方法，其以跨线人行天桥动力响应作为目标值，考虑列车高速运行过程中对跨线人行天桥桥墩处所产生的非一致激励，推导出非一致激励作用下跨线人行天桥的运动方程，再根据数值积分法即可获得人行天桥在列车作用下的响应。本方法创新地提出了非一致激励分析方法来合理地计算跨线人行天桥在正线列车从其正下方高速通过时作用于桥墩处的非一致激励下的振动响应，该方法适合所有的跨线人行天桥在正线列车作用下的动力响应分析，具有较大的实际工程应用价值和创新性。

主权项

一种关于跨线人行天桥在正线列车非一致激励作用下动力响应的计算方法，包括以下步骤：(1)输入列车、轨道的基本参数，根据车辆‑轨道耦合动力学原理分别建立车辆模型、轨道模型，根据轮轨接触关系，建立列车轨道系统耦合动力学二维分析模型，该模型为二维刚体运动学模型；所述列车、轨道的基本参数包括：列车车体、转向架和轮对的质量和转动惯量，列车车体与转向架，转向架与轮对之间的刚度系数和阻尼系数；(2)利用列车‑轨道系统耦合动力学二维分析模型，同时依据列车、轨道物理参数，获得正线列车高速运行时作用在钢轨节点上的激振力时程曲线，为进一步求解列车运行引起的环境振动提供振源激励；(3)建立轨道‑枕木‑大地三维有限元传递模型，根据该三维有限元模型分析高速列车所引起的大地振动在地面的衰减规律，从而获取作用在跨线人行天桥桥墩处的环境振动波时程曲线；(4)根据正线列车高速运行时作用在跨线人行天桥桥墩处的环境振动波时程曲线确定出作用在跨线人行天桥桥墩处的时程响应曲线，该振动波在各个桥墩处的时间和空间变化特性上均不相同，由此获得作用在跨线人行天桥桥墩处的激振力时程曲线；(5)输入相应的材料参数和约束条件，按照实际尺寸建立跨线人行天桥三维有限元动力模型；(6)根据有限单元法获得作用在人行天桥各节点上的动力荷载时程曲线建立跨线人行天桥的运动方程，将它桥身与桥墩处的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵进行矩阵分块，推导出跨线人行天桥在正线列车非一致激励作用下的运动方程，并采用无条件稳定的数值积分方法，即可求得跨线人行天桥在正线列车非一致激励作用下的动力响应。