Введение
1 Современное состояние вопросов динамики железнодорожных мостовых сооружений на высокоскоростных магистралях. Постановка целей и задач исследования 14
1.1 Основные положения и требования к учёту динамических эффектов взаимодействия системы «мост-поезд» на высокоскоростных магистралях 14
1.2 История совершенствования и развития методов расчёта задач взаимодействия системы «мост-подвижной состав» 18
1.2.1 Модели подвижного состава 21
1.2.2 Модели мостового сооружения 24
1.2.3 Методы решения задач динамики мостовых сооружений 25
1.3 Факторы динамического воздействия временной нагрузки на элементы мостовых сооружений в условиях высокоскоростного железнодорожного движения 29
1.4 Обзор нормативных требований при проектировании мостовых сооружений с учётом фактора динамического воздействия временной нагрузки 30
1.4.1 Критерии стабильности верхнего строения пути на сооружении 31
1.4.2 Ограничение частот вертикальных колебаний пролетных строений 33
1.4.3 Учет дефектов рельсового пути и колес поезда 35
1.4.4 Контроль обезгруживания колес 36
1.4.5 Контроль ускорений в вагонах поезда. Комфортность пассажиров 36
1.4.6 Нормативные модели взаимодействия системы «мост-поезд» 37
Выводы по главе 1 38
2 Основные параметры и характеристики мостовых сооружений на зарубежных и отечественных высокоскоростных железнодорожных магистралях 40
2.1 Обзор основных конструктивно-технологических параметров пролётных строений мостовых сооружений на высокоскоростных магистралях за рубежом 40
2.2 Описание основных конструктивно-технологических параметров балочных пролётных строений мостовых сооружений на высокоскоростной магистрали «Москва-Казань» 44
2.2.1 Разрезные пролетные строения из предварительно-напряженного железобетона 44
2.2.2 Разрезные сталежелезобетонные пролетные строения мостовых сооружений ВСМ 2 47
Выводы по главе 2 49
3 Обоснование и выбор расчётных моделей взаимодействия железнодорожных мостовых сооружений с высокоскоростным подвижным составом 50
3.1 Моделирование элементов мостового сооружения. Параметры свободных колебаний и динамические характеристики мостовых сооружений 50
3.1.1 Собственные частоты и формы колебаний балочных разрезных пролётных строений 50
3.1.2 Инерционные параметры конструкции 53
3.1.3 Жесткость пролётных строений 54
3.1.4 Демпфирование пролётных строений 54
3.2 Определение частоты собственных колебаний унифицированных балочных пролётных строений 58
3.3 Параметры воздействия высокоскоростного подвижного состава 61
3.3.1 Диапазон расчётных скоростей высокоскоростных поездов 62
3.3.2 Модели высокоскоростных поездов 63
3.4 Моделирование динамической системы «подвижные силы на сооружении». Аналитическое решение 64
3.4.1 Резонансный режим вынужденных колебаний пролётных строений 69
3.4.2 Антирезонансный режим вынужденных колебаний пролётных строений 70
3.4.3 Численное решение задачи «подвижные силы на сооружении» с использованием МКЭ 72
3.5 Моделирование динамического взаимодействия элементов системы «мост-поезд» 75
3.6 Математические модели взаимодействия системы элементов «мост-поезд», выбор и обоснование области их применения 77
Выводы по главе 3 79
4 Исследование взаимодействия пролётных строений железнодорожных мостовых сооружений с высокоскоростным подвижным составом 81
4.1 Динамические режимы воздействия и отклик конструкции мостового сооружения при движении поездов с различными скоростями 81
4.2 Влияние параметров пролётных строений на характер и величину динамического отклика при движении высокоскоростных поездов 88
4.3 Определение характера и особенностей движения высокоскоростного подвижного состава по мостовым сооружениям 110
4.4 Динамические режимы взаимодействия элементов системы «мост-поезд» при движении поездов с различными скоростями 113
4.5 Оценка и верификация результатов численного моделирования с экспериментальными данными взаимодействия поездов на высокоскоростных железнодорожных магистралях 134
Выводы по главе 4 142
5 Нормирование параметров и динамических характеристик разрезных балочных пролётных строений железнодорожных мостов в условиях высоких скоростей движения поездов 145
5.1 Обоснование и нормирование вертикальной жёсткости разрезных балочных пролётных строений мостов на высокоскоростных магистралях 145
5.2 Разработка инженерной методики динамического расчёта основных факторов напряжённо-деформированного состояния разрезных балочных пролётных строений 149
5.2.1 Определение максимальных ускорений пролётного строения при динамическом воздействии высокоскоростных поездов 149
5.2.2 Разработка рекомендаций по назначению минимальной массы пролётного строения 154
5.2.3 Определение основных усилий и деформаций, и динамических коэффициентов к нагрузке при воздействии высокоскоростных поездов 167
Выводы по главе 5 173
Заключение 175
Список литературы 177
