高速行车激励下高铁桥梁顶板裂缝扩展及其对振动能量分布的影响

作     者：高浩 王君明 勾红叶 班新林 孟鑫 GAO Hao;WANG Junming;GOU Hongye;BAN Xinlin;MENG Xin

作者机构：西南交通大学土木工程学院成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 

基　　金：国家自然科学基金项目(52172374) 四川省杰出青年科技人才项目(2022JDJQ0016) 中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2021YJ058) 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2025年第69卷第2期

页      码：89-96页

摘      要：为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板子模型,研究不同车速、裂缝长度与深度条件下桥梁顶板下缘裂缝横向扩展规律;利用结构声强法探明不同裂缝长度与深度条件下开裂顶板下缘振动能量分布情况。研究结果表明:增大行车速度会增大裂缝横向扩展位移曲线峰值;在350 km/h高速行车激励下,随着裂缝长度增大,裂缝扩展位移曲线的峰值几乎没有变化;顶板裂缝深度每增加20 mm,裂缝扩展位移曲线的峰值增大0.0015 mm,裂缝横向扩展受裂缝深度影响显著。无裂缝时顶板下缘振动能量流动方向与行车方向保持一致,越靠近列车荷载位置振动能量分布越多;裂缝的出现对顶板下缘一定范围内的振动能量产生两个影响,一是改变能量流动方向,二是降低能量值大小;裂缝长度增大对能量的影响范围仅局限于裂缝周围单元;裂缝深度的增加会使得裂缝对能量的影响范围显著增大,且裂缝两端出现能量集中现象。研究成果可以为高铁简支梁桥养护维修提供理论基础。

主 题 词：高速铁路 铁路桥梁 车-轨-桥耦合分析 裂缝扩展 振动能量 结构声强 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.13238/j.issn.1004-2954.202305220003

馆 藏 号：203157272...