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1 绪论1

1.1 铁路桥梁动力学的研究对象及历史1

1.2 确定性振动3

1.3 动力系数5

1.4 随机振动6

2 桥梁的理论模型9

2.1 梁9

2.1.1 质量梁9

2.1.2 无质量梁和其他特例10

2.1.3 连续梁11

2.1.4 边界条件和初始条件11

2.2 板12

2.3 复杂体系13

2.3.1 桁架13

2.3.2 刚架14

2.3.3 曲杆14

2.4 集总质量和连续分布质量模型15

2.5 桥面板建模16

2.5.1 横梁效应16

2.5.2 道碴19

2.6 其他要素建模19

2.6.1 变截面19

2.6.2 预应力混凝土桥20

2.6.3 弹性基础、剪切和转动惯量的影响20

2.7 铁路桥梁建模22

3 铁路车辆建模23

3.1 移动的竖向力23

3.1.1 常力23

3.1.2 简谐力24

3.1.3 连续荷载25

3.1.4 随机荷载25

3.2 质量单元27

3.2.1 集总质量27

3.2.2 刚性板和刚体28

3.3 弹簧及阻尼元件29

3.3.1 线性弹簧29

3.3.2 非线性弹簧29

3.3.3 止冲器30

3.3.4 黏性阻尼30

3.3.5 摩擦30

3.3.6 弹塑性单元31

3.4 桥梁和运行列车建模32

3.4.1 初始假定32

3.4.2 运动方程34

3.4.3 车辆沿桥的移动35

4 铁路桥梁的固有频率38

4.1 固有频率的计算38

4.1.1 梁39

4.1.2 连续梁44

4.1.3 板48

4.1.4 有载桥梁的固有频率49

4.2 试验结果50

4.2.1 桥梁的动刚度51

4.2.2 固有频率的统计计算54

4.2.3 经验公式57

5 铁路桥梁的阻尼61

5.1 力通过时梁的阻尼振动61

5.1.1 与振动速度成正比的黏性阻尼62

5.1.2 干摩擦65

5.1.3 内阻尼的复数理论69

5.2 试验结果71

5.2.1 对数衰减阻尼的统计计算71

5.2.2 经验公式74

6 车辆速度对桥梁动应力的影响75

6.1 匀速运动75

6.2 变速运动78

7 轨道不平顺及其他参数的影响82

7.1 周期性的轨道不平顺83

7.1.1 车轮扁疤的冲击85

7.1.2 横梁和轨枕效应86

7.1.3 独立的轨道不平顺86

7.2 随机的轨道不平顺87

7.3 其他参数89

8 作用于桥上的水平纵向力90

8.1 考虑黏着力时圆盘沿梁的滚动90

8.1.1 方程的解92

8.1.2 某些参数的影响95

8.2 准静态模型97

8.2.1 方程的解99

8.2.2 某些参数的影响103

8.2.3 桥梁试验114

8.3 桥上的起动力和制动力115

9 作用于桥上的水平横向力118

9.1 梁118

9.1.1 竖向振动118

9.1.2 横向振动121

9.1.3 扭振123

9.2 关于竖轴对称的薄壁杆124

9.2.1 近似解126

9.2.2 动态解127

9.2.3 关于两个轴对称的薄壁杆128

9.3 桥梁试验129

9.4 横向振动和扭振的变差系数131

9.5 离心力134

10 铁路桥梁的运营荷载136

10.1 轴力137

10.1.1 轴力的测定138

10.1.2 竖向轴力141

10.1.3 车轮水平横向力145

10.2 轴距146

10.3 行车速度147

11 随机应力-时程曲线分级的统计计数法149

11.1 统计计数法150

11.1.1 采样法150

11.1.2 阈值法151

11.1.3 峰值计数法151

11.1.4 基线交叉计数法152

11.1.5 应力幅计数法152

11.1.6 多参数法153

11.2 雨流计数法153

11.2.1 来自应力-应变图的计数法判别154

11.2.2 计数法则155

11.2.3 计算机算法156

11.3 计数法的评价160

11.4 应力的统计评估161

11.4.1 列车通过引起的应力极值161

11.4.2 采样法结果的统计评估162

12 铁路钢桥的应力幅164

12.1 应力谱的理论计算164

12.1.1 典型列车164

12.1.2 运营荷载167

12.1.3 弯矩谱168

12.2 实验应力谱174

12.2.1 应力幅数的经验公式176

12.2.2 应力幅的概率密度177

12.2.3 每年的应力循环数180

12.2.4 应力循环数181

12.3 不断增长的运营荷载186

12.4 超载的影响186

12.5 其他因素187

12.6 应力谱的评价188

13 铁路钢桥的疲劳评估189

13.1 疲劳损伤累积理论189

13.2 等效损伤法193

13.3 疲劳的极限状态195

13.4 根据极限状态理论进行桥梁疲劳评估196

13.5 疲劳裂纹扩展197

13.6 铁路桥梁的疲劳寿命和检查周期202

13.6.1 初始裂纹的剩余寿命202

13.6.2 考虑疲劳损伤累积的疲劳寿命202

13.6.3 铁路桥梁的检测周期204

14 铁路桥上无缝线路的温度力206

14.1 无缝线路和桥梁的理论模型206

14.1.1 基本假设206

14.1.2 基本方程及其解207

14.1.3 例子214

14.2 理论和试验的对比216

14.3 梁体伸缩长度219

14.3.1 最高和最低温度220

14.3.2 强度条件221

14.3.3 轨缝条件223

14.3.4 相对位移条件225

14.3.5 稳定性条件227

14.3.6 梁体的容许伸缩长度228

14.4 温度变化引起的梁体水平力230

14.5 几个参数的影响243

14.5.1 钢轨位移243

14.5.2 钢轨力243

14.5.3 相对位移量244

14.5.4 固定支座上的力245

14.5.5 曲线桥上的均布荷载245

14.5.6 强度条件245

14.5.7 轨缝条件245

14.5.8 相对位移量条件247

14.6 桥上铺设无缝线路小结247

参考文献248