高速鉄道/構造物系動的連成解析とその橋梁設計への適用に関する研究

高速铁路/结构动力耦合分析及其在桥梁设计中的应用研究

基本信息

批准号：
04F04092
负责人：
藤野陽三
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,超高速Maglev列車・ガイドウェイ相互作用を考慮した新しい完全3次元有限要素解析モデルを提案し,単径間単純支持PC Box girder橋梁に対して数値例題解析を行い,考察して,次のような結論を得た.1)本解析システムは,3次元ガイドウェイ構造物の模型化,入力及びコンピューターによる計算において,多くの時間を必要とするが,詳細な動的挙動分析が可能である.NFSシェル要素を使用して,模型化することで,ガイドウェイの側壁はりと,下部構造物との連結部に対する効率的な模型化が可能になり,ガイドウェイ構造物を構成する具体的な構造要素等の動的挙動に対する正確な有限要素解析が可能になった.2)既存の3次元皇族鉄道橋梁・列車相互作用解析方法においては,時間領域での橋梁と列車間の相互作用力を考慮した解析が,反復解析なしで行うことが可能となった.3)単純支持PC Box girder橋梁の解析結果から,移動荷重としてのみ扱うによる解析結果と超高速Maglev列車・ガイドウェイの相互作用を考慮した解析結果は,有意な差があることが示された.今後,超高速Maglev列車のガイドウェイ構造物の架設時に,本研究で開発された有限要素解析システムを適用すれば,架設する橋梁の動的挙動の特性,把握,使用性,及び安全性などの分析,疲労寿命の分析などを遂行することができる有力なシステムと考えられる。

在本研究中，我们提出了一种新的完整的三维有限元分析模型，考虑超高速磁悬浮列车与导轨的相互作用，并使用单跨简支PC箱。对梁桥进行了数值分析，得到以下结论：1)该分析系统在3D导轨结构的建模、输入和计算机计算方面具有许多优点，虽然需要时间，但可以进行详细的动力行为分析。通过使用 NFS 壳单元建模，可以分析导轨和下部结构的侧壁梁。可以有效地对与导轨结构的连接部件进行建模，并且可以对构成导轨结构的特定结构元素的动态行为进行精确的有限元分析。2) 帝国铁路中现有的 3D桥火车相互作用分析方法，现在可以在时域中进行考虑桥梁和火车之间相互作用力的分析，而无需迭代分析。3）简单支持PC箱梁桥的分析结果表明，仅考虑移动荷载的分析结果与考虑超高速磁浮列车与导轨相互作用的有限元分析结果存在显着差异。本研究开发的系统在建造火车导轨结构时应用，将可以分析待建桥梁的动态行为特征、理解、可用性和安全性，以及桥梁的疲劳寿命。被认为是一个可以执行分析和其他任务的强大系统。