تحلیل دینامیکی پلهای خرپائی فولادی تحت اثر حرکت قطار

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

2 Departemntof Civil Engineering, Northern Jiaotong University, Jiatong,China

چکیده

در این مقاله مدل تحلیلی سیستم قطار – پل تحت اثر پدیده هانتینگ قطار و تحریک سیستم ارائه شده است. معادلات تعادل سیستم قطار – پل به دست آمده و نرم افزار رایانه ای برای حل مسئله تهیه شده است. تاریخچه زمانی برای عبور قطار از روی پل به وسیله رایانه شبیه سازی شده است.واکنش های دینامیکی خرپا و توزیع آنها برحسب سرعت قطارها محاسبه شده و با نتایج اندازه گیری های آزمایشگاهی مقایسه گردیده اند. نتیجه گیری خاص بر روی مسائل سه بعدی زوج قطار که معمولا هنگام عبور قطاری در سرعت های 100 تا 300 کیلومتر در ساعت در پل خرپایی دو خطه به وجود می آید، متمرکز شده است.نتایج محاسبات نشان می دهند که حرکت هانتینگ چرخ و محورهای قطار و تغییرشکل تیر طولی خرپا نقش مهمی در ارتعاشات سیستم قطار- پل ایفا می کنند. در سرعتهای معینی، فرکانس های تحریک نزدیک به مقادیر فرکانس های طبیعی خرپا شده و پدیده رزونانس اتفاق می افتد. در چنین حالتی هم واکنشهای جانبی و هم قائم یا هر دو تشدید می شوند. همچنین برای پل خرپایی دو خطه، ارتعاشات جانبی و قائم در هنگام عبور قطار از یک خط با یکدیگر در گیر (مرتبط)می شوند. ارتعاشات پیچشی به وجود آمده از بارگذاری خارج از محور، باعث بزرگتر شدن تغییر مکان های جانبی و دامنه آنها می شوند. به این ترتیب لازم است که در تحلیل دینامیکی و طراحی پل راه آهن سریع السیر این موضوع مورد نظر قرارگیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dynamic Analysis of Steel Bridges Under Moving Train Loads

نویسندگان [English]

  • J. A. Zakeri 1
  • Iran University of Science & Technology 2
1 Assistant Professor, Department of Railway Engineering,
2 Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, dynamic analytical model of train-bridge system is established, with the vehicle wheel hunting as the self excitation of the system. The train-bridge system equilibrium equations are derived and a computer software for solving the problem is worked out. Whole histories of the train passing through the bridge are simulated on computer. Dynamic responses of the truss and their distributions versus train speeds are calculated, and are compared with those from field measurements. Discussions are concentrated on spatial coupling problems occurring in a real double track truss bridge acted on by a train running at speeds of 100km/h – 300 km/h.Results of calculations and measurements show that the hunting movement of train wheel-sets and the deflection of truss stringer play important roles in the train-truss system vibration. At certain train speeds, the excitation a case either the lateral or the vertical responses or both of them are amplified. Also, as for a double track truss bridge, the lateral and the vertical vibrations are coupled with each other when a train runs on one track. The torsional vibration induced by eccentric loading makes the lateral displacements and the amplitude greater. This should be taken into account in dynamic analysis and design of high speed railway bridge.