落石冲击作用下西部山区铁路简支箱梁桥行车安全性研究

作者：胥思明; 杨浩哲; 勾红叶; 王君明^*; 蒲黔辉; 李洋

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202302100004

• 铁路桥梁
• 落石冲击
• 车-轨-桥耦合振动模型
• 动力响应
• 行车安全性

为研究落石冲击作用对铁路桥梁行车安全性的影响规律，以西部山区某铁路简支箱梁桥为研究对象，建立充分考虑材料非线性和接触非线性的落石冲击桥梁仿真分析模型和列车-轨道-桥梁耦合动力分析模型；阐明落石冲击桥墩工况下落石冲击力特征，分析落石冲击作用下桥上行车安全性能，并揭示落石冲击速度、冲击角度、冲击高度和落石直径对行车安全性的影响规律。研究结论如下：(1) 落石冲击力的峰值随着落石速度、落石直径的增大而增大，落石冲击高度和冲击角度几乎不影响落石冲击力峰值；(2) 落石直径的增大会扩大桥墩结构破坏范围，表现为多个冲击力峰值的出现和冲击力时程的延长；(3) 落石冲击速度越快，冲击能量越大，对桥上行车安全影响越大，落石冲击高度越接近墩顶，落石直径越大，列车横向动力响应越大，对桥上行车安全威胁越大；(4) 落石冲击角度各工况下列车各项安全评价指标时程曲线变化规律相似，对桥上行车安全影响变化较小；(5) 轮重减载率对落石直径和冲击高度十分敏感，轮重减载率在落石直径达到2.5m时超出规范限值。研究成果将为西部山区铁路桥梁全寿命周期的设计和安全运维提供参考。

• 单位
  西南交通大学; 土木工程学院