8×100米连续钢桁架铁路桥用抗振球形钢支座的动态适应性及频选抑制效果评估

《CivilEng》：Dynamic Compatibility and Frequency-Selective Mitigation Assessment of an Anti-Vibration Spherical Steel Bearing for an 8 × 100 m Continuous Steel Truss Railway Bridge

　　

摘要

长跨度路轨钢桁架桥需要在不影响桥梁使用性能、列车运行安全与舒适性以及环境振动控制的前提下，降低支撑层的振动。这项纯数值研究为武昌侧的连续钢桁架引桥建立了车辆-桥梁相互作用模型以及车辆-桥梁-地基模型。8×100m 进行了比较研究。在相同的轨道不平顺度、列车速度以及单线到四线运营工况下，研究了普通钢支座与抗振动球形钢支座的效果。结果表明，具有有限垂直刚度的抗振动球形钢支座仅能带来有限的模态位移，可使冲击系数降低最多4.4%，还能将桥墩的横向加速度降低最多13.7%，而在所研究的精度范围内，其不会导致脱轨系数、车轮载荷降低率、车体加速度或斯佩林舒适指数出现明显恶化。从工程角度而言，频率选择性非常重要，因为降低中等或高频成分并不一定能减少以低频为主的整体地面振动强度。因此，这项研究的实际意义在于提供了一种系统级的筛选方法：在需要有选择地降低结构振动时，可选用抗振动球形钢支座作为动态兼容的支座改良方案，但仍然需分别检测其在不同速度和多线运营场景下的环境振动控制效果。