地震波浪联合作用下高速列车深水斜拉桥系统空间耦合振动分析.pdfVIP

第56卷第4期中南大学学报(自然科学版)Vol.56No.4

2025年4月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Apr.2025

DOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2025.04.017

引用格式：郭文华,薛超,段彬鑫,等.地震波浪联合作用下高速列车深水斜拉桥系统空间耦合振动分析[J].中南大学学报(自然科

学版),2025,56(4):1454−1465.

Citation:GUOWenhua,XUEChao,DUANBinxin,etal.Spatialcouplingvibrationanalysisofdeep-watercable-stayedbridgesystem

forhigh-speedtrainundercombinedactionofearthquakeandwave[J].JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology),

2025,56(4):1454−1465.

地震波浪联合作用下高速列车深水斜拉桥系统空间耦合

振动分析

1112

郭文华，薛超，段彬鑫，赵大亮

(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；

2.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京，102600)

摘要：提出同时考虑地震和波浪联合作用下高速列车−深水斜拉桥时变系统空间耦合振动分析方法。首先，

建立考虑轨道不平顺影响的列车−轨道−斜拉桥系统动力分析模型，桥梁水下结构地震动水压力基于水体辐

射理论通过刚性柱法将其转换为附加质量，采用莫里森方程与绕射波浪理论模拟桥梁水下结构波浪力，建

立地震和波浪联合作用下高速列车−深水斜拉桥时变系统空间振动方程。基于ANSYS与SIMPACK联合仿

真分析平台，分别研究仅地震作用、仅波浪作用以及地震与波浪联合作用下高速列车−深水斜拉桥系统空

间振动，研究单独地震动水压力、单独波浪力作用和两者联合作用对车桥系统动力响应的影响。计算结果

表明：考虑地震动水压力时，列车轮重减载率、脱轨系数、轮轴横向力、横向加速度等显著增大，且当地

震强度超过0.10g时，地震动水压力作用对车桥响应影响更加显著；仅波浪作用对耦合系统动力响应影响

较小；地震与波浪的相位差对耦合系统动力响应影响显著；随着相位差改变，考虑波浪力与不考虑波浪力

时相比，耦合系统动力响应增长幅度最大的参数为脱轨系数，增长幅度最大为11.0%。

关键词：车桥耦合；深水斜拉桥；地震动水力；波浪作用；相位差

中图分类号：U24；TB123文献标志码：A

文章编号：1672-7207（2025）04-1454-12

Spatialcouplingvibrationanalysisofdeep-watercable-stayed

bridgesystemforhigh-speedtrainundercombinedactionof

earthquakeandwave

1112

GUOWenhua,XUEChao,DUANBinxin