1.一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算方法,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,根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列;根据列车轨道加载节点序列、列车荷载图式和列车减速信息,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间;将每个列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间导至有限元软件,进行列车减速运行至停靠状态的竖向荷载模拟;基于制动力的加载时程函数,加载水平向制动力于桥梁列车轨道跨中节点上,进行列车减速运行至停靠状态的水平向荷载模拟;根据全桥纵桥向粘滞阻尼器的个数、单个粘滞阻尼器的阻尼系数、速度指数和全桥支座摩阻力建立动力学方程,计算得到桥梁结构效应;其中,所述制动力的加载时程函数,具体为:其中, 表示制动力, 表示列车重量, 表示时间, 和 均表示荷载持续时间;其中,所述桥梁结构效应的具体计算方式为:其中, 表示结构质量矩阵, 表示结构刚度矩阵, 表示外加激励力, 表示全桥纵桥向粘滞阻尼器的个数, 表示单个粘滞阻尼器的阻尼系数, 表示速度指数, 表示全桥支座摩阻力, 表示桥梁结构效应, 表示桥梁结构效应的一次求导, 表示桥梁结构效应的二次求导。
2.如权利要求1所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算方法,其特征在于,所述基于建立的桥梁有限元分析模型,根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列,具体步骤包括:根据桥梁的设计图纸,建立桥梁有限元分析模型,并提取列车轨道加载节点坐标;根据列车轨道加载节点坐标,由列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列。
3.如权利要求2所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算方法,其特征在于,当根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列之后,还包括:根据静力影响线形状确定列车车头停靠位置,且列车车头停靠中点与影响线最不利加载位置重合;进行列车停靠时列车车头距梁端距离计算,计算方式为:其中, 表示列车停靠时列车车头距梁端距离, 表示影响线最不利加载位置, 表示列车荷载长度。
4.如权利要求3所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算方法,其特征在于,所述根据列车轨道加载节点序列、列车加载图式和列车减速信息,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间,其中,列车轨道加载节点的节点动力荷载到达时间的计算步骤为:根据列车停靠时列车车头距梁端距离,以及列车减速度,计算得到列车上桥速度,计算方式为:其中, 表示列车上桥速度, 表示列车减速度;根据列车车头到达每个列车轨道加载节点的时间,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载到达时间,计算方式为:其中, 表示第 个列车轨道加载节点的节点动力荷载到达时间, 表示第 个列车轨道加载节点至桥梁起始端的距离。
5.如权利要求3所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算方法,其特征在于,所述根据列车轨道加载节点序列、列车加载图式和列车减速信息,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间,其中,列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数的计算步骤为:在列车轨道加载节点序列间设计虚拟梁单元,并计算得到每个列车轨道加载节点前后的虚拟梁单元长度;根据列车荷载图式,并基于等效节点力原理计算得到列车移动过程在每个列车轨道加载节点上产生的节点力,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数。
6.一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算装置,其特征在于,包括:建立模块,其用于基于建立的桥梁有限元分析模型,根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列;计算模块,其用于根据列车轨道加载节点序列、列车荷载图式和列车减速信息,得到列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间;模拟模块,其用于将每个列车轨道加载节点的节点动力荷载时程函数和荷载到达时间导至有限元软件,进行列车减速运行至停靠状态的竖向荷载模拟,以及基于制动力的加载时程函数,加载水平向制动力于桥梁列车轨道跨中节点上,进行列车减速运行至停靠状态的水平向荷载模拟;执行模块,其用于根据全桥纵桥向粘滞阻尼器的个数、单个粘滞阻尼器的阻尼系数、速度指数和全桥支座摩阻力建立动力学方程,计算得到桥梁结构效应;其中,所述制动力的加载时程函数,具体为:其中, 表示制动力, 表示列车重量, 表示时间, 和 均表示荷载持续时间;其中,所述桥梁结构效应的具体计算方式为:其中, 表示结构质量矩阵, 表示结构刚度矩阵, 表示外加激励力, 表示全桥纵桥向粘滞阻尼器的个数, 表示单个粘滞阻尼器的阻尼系数, 表示速度指数, 表示全桥支座摩阻力, 表示桥梁结构效应, 表示桥梁结构效应的一次求导, 表示桥梁结构效应的二次求导。
7.如权利要求6所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算装置,其特征在于,所述基于建立的桥梁有限元分析模型,根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列,具体过程包括:根据桥梁的设计图纸,建立桥梁有限元分析模型,并提取列车轨道加载节点坐标;根据列车轨道加载节点坐标,由列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列。
8.如权利要求7所述的一种列车紧急停靠时桥梁结构效应计算装置,其特征在于,当根据列车轨道加载节点间距得到列车轨道加载节点序列之后,还包括:根据静力影响线形状确定列车车头停靠位置,且列车车头停靠中点与影响线最不利加载位置重合;进行列车停靠时列车车头距梁端距离计算,计算方式为:其中, 表示列车停靠时列车车头距梁端距离, 表示影响线最不利加载位置, 表示列车荷载长度。