1.一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,具体包括以下步骤:基于建立的桥梁有限元分析模型,设定列车荷载加载节点间距以筛选轨道节点,形成动力加载节点序列;在动力加载节点序列间建立虚拟梁单元,并计算得到每个动力加载节点前后的虚拟梁单元长度;基于动力加载节点距桥梁起始端的距离,以及列车行驶速度,计算得到列车车头到达每个动力加载节点的时间;根据铁路列车荷载图式得到列车加载方式,计算得到列车的均布荷载和集中力的等效节点力,得到动力加载节点的等效节点力;将集中力的等效节点力和均布荷载的等效节点力叠加,得到等效节点集中力加载时程函数;根据每个动力加载节点对应的等效节点集中力加载时程函数和列车车头到达时间生成有限元软件的输入文件,并导至有限元软件,实现列车动力荷载移动加载。
2.如权利要求1所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,所述基于建立的桥梁有限元分析模型,设定列车荷载加载节点间距以筛选轨道节点,形成动力加载节点序列,具体包括以下步骤:根据桥梁的设计图纸,建立桥梁有限元分析模型,并提取桥梁列车轨道节点坐标;设定列车荷载加载节点间距,并根据设定的列车荷载加载节点间距筛选轨道节点,形成动力加载节点序列。
3.如权利要求2所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,所述计算得到每个动力加载节点前后的虚拟梁单元长度,具体的计算方式为:L j =x i -x i-1L j+1 =x i+1 -x i其中,L j 表示第i个动力加载节点前的虚拟梁单元j的长度,x i 表示第i个动力加载节点的坐标值,x i-1 表示第i-1个动力加载节点的坐标值,L j+1 表示第i个动力加载节点后的虚拟梁单元j+1的长度,x i+1 表示第i+1个动力加载节点的坐标值。
4.如权利要求3所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,所述计算得到列车车头到达每个动力加载节点的时间,具体的计算方式为:t i =S i-1 /v其中,t i 表示列车车头到达第i个动力加载节点的时间,S i-1 表示第i-1个动力加载节点距离桥梁起始端的距离,v表示列车行驶速度。
5.如权利要求4所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,对于动力加载节点的等效节点力,具体的计算方式为:F i =F i j +F i j+1其中,F i 表示第i个动力加载节点的等效节点力,F i j 表示荷载经过虚拟梁单元j时第i个动力加载节点分配的力,F i j+1 表示荷载经过虚拟梁单元j+1时第i个动力加载节点分配的力。
6.如权利要求5所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,所述列车荷载图式的均布荷载的等效节点力分配方式为:其中,[N] T 表示虚拟梁单元形函数矩阵的转置,F i1 表示第i个动力加载节点前或后虚拟梁单元第1个点等效节点力,M i1 表示第i个动力加载节点前或后虚拟梁单元第1个点等效节点弯矩,F i2 表示第i个动力加载节点前或后虚拟梁单元第2个点等效节点力,M i2 表示第i个动力加载节点前或后虚拟梁单元第2个点等效节点弯矩,以虚拟梁单元长度方向为x轴,x 0 表示均布力末端距虚拟梁单元第1个点距离,x 1 表示均布力前端距虚拟梁单元第1个点距离,q表示列车荷载图式的均布荷载大小,e表示虚拟梁单元编号。
7.如权利要求5所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载方法,其特征在于,所述列车荷载图式的集中力的等效节点力分配方式为:其中,a j 表示列车的集中力矩第i-1个动力加载节点的距离,p表示列车荷载图式的集中力,a j+1 表示列车的集中力矩第i个动力加载节点的距离。
8.一种计算列车过桥动力响应的列车加载装置,其特征在于,包括:设定模块,其用于基于建立的桥梁有限元分析模型,设定列车荷载加载节点间距以筛选轨道节点,形成动力加载节点序列;建立模块,其用于在动力加载节点序列间建立虚拟梁单元,并计算得到每个动力加载节点前后的虚拟梁单元长度;第一计算模块,其用于基于动力加载节点距桥梁起始端的距离,以及列车行驶速度,计算得到列车车头到达每个动力加载节点的时间;第二计算模块,其用于根据铁路列车荷载图式得到列车加载方式,计算得到列车的均布荷载和集中力的等效节点力,得到动力加载节点的等效节点力;叠加模块,其用于将集中力的等效节点力和均布荷载的等效节点力叠加,得到等效节点集中力加载时程函数;执行模块,其用于根据每个动力加载节点对应的等效节点集中力加载时程函数和列车车头到达时间生成有限元软件的输入文件,并导至有限元软件,实现列车动力荷载移动加载。
9.如权利要求8所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载装置,其特征在于,所述基于建立的桥梁有限元分析模型,设定列车荷载加载节点间距以筛选轨道节点,形成动力加载节点序列,具体包括以下过程:根据桥梁的设计图纸,建立桥梁有限元分析模型,并提取桥梁列车轨道节点坐标;设定列车荷载加载节点间距,并根据设定的列车荷载加载节点间距筛选轨道节点,形成动力加载节点序列。
10.如权利要求9所述的一种计算列车过桥动力响应的列车加载装置,其特征在于,所述计算得到每个动力加载节点前后的虚拟梁单元长度,具体的计算方式为:L j =x i -x i-1L j+1 =x i+1 -x i其中,L j 表示第i个动力加载节点前的虚拟梁单元j的长度,x i 表示第i个动力加载节点的坐标值,x i-1 表示第i-1个动力加载节点的坐标值,L j+1 表示第i个动力加载节点后的虚拟梁单元j+1的长度,x i+1 表示第i+1个动力加载节点的坐标值。