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摘要
悬挂式单轨交通系统主梁通常为下开口钢箱梁,结构刚度小,车辆在风力作用下易发生横向摆动,从而影响结构安全性和乘车舒适性。以某旅游专线项目30m跨度简支段为工程背景,进行不同风速和不同车速下的动力响应仿真分析。采用有限元软件建立桥梁模型,采用多体系动力学软件建立车辆和轨道模型,将车辆、轨道系统和桥梁系统作为一个完整的系统进行联合仿真计算。采用CFD软件计算桥梁和列车的静力三分力系数和风荷载,并将静风力叠加到模型中形成风-车-桥耦合振动模型。计算结果表明,桥梁的横向动位移和竖向动位移随风速的增大而增大,横向位移变化更加明显,但随车速的增大,动位移变化不明显;车辆的平稳性随风速和车速增大而逐渐降低,车辆的横向平稳性对平均风更加敏感;所有工况中,车辆的竖向和横向Sperling系数最大值分别为2.49和2.62,表明运行车辆具有良好的平稳性。基于通用有限元软件和多体动力学软件进行风车桥耦合动力分析的联合仿真方法是可靠高效的;研究成果可为悬挂式单轨交通系统的抗风设计与应用提供参考。
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单位中铁第四勘察设计院集团公司; 土木工程学院; 西南交通大学
