• Title of article

    Vibration of Train-Rail-Bridge Interaction Considering Rail Irregularity with Arbitrary Wavelength

  • Author/Authors

    Yanga, H. Y Bridge Science Research Institute Ltd - China Railway Major Bridge Engineering Group, Wuhan, China , Chen, Z. J School of Civil Engineering & Mechanics - Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, China , Zhang, H. L School of Civil Engineering & Mechanics - Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, China

  • Pages
    7
  • From page
    516
  • To page
    522
  • Abstract
    A generation method for the rail random irregularity with arbitrary wavelength interval (WI) is developed, and its accuracy and efficiency are demonstrated. Then a moving wheel-rail-bridge interaction element is derived to establish the finite element equations of motion for the train-railbridge interaction system, and the flow chart of assembly and calculation for the system equations is given. According to the sub-interval principle, the influences of the irregularities with the large WI and the sub-intervals on the dynamic responses are analyzed by a numerical example, and the sensitive WI of each response is discussed. The results indicate that the bridge acceleration and the contact force are both more sensitive to the irregularity with WI (1~5 m). The irregularity with WI (0.1~1 m) has less influence on the car body acceleration but mainly contributes to the rail acceleration. However, all the irregularities with wavelengths at interval (1~150 m) can have significant influences on the car body acceleration. Meanwhile, the transient jump of wheel can be simulated and should be taken into account for the derailment risk assessment.
  • Farsi abstract
    در اين تحقيق، روش توليدي براي بي نظمي تصادفي راه آهن با فاصله طول موج دلخواه (WI) توسعه يافته است، و دقت و بهره وري آن نشان داده شده است. سپس المان متحركي از برهمكنش چرخ-راه آهن-پل حاصل گرديد تا معادلات المان محدود حركت براي سيستم تعاملي قطار-راه آهن-پل ايجاد كند، و فلوچارت مونتاژ و محاسبه براي معادلات سيستم داده مي شود. با توجه به اصل زير فاصله، اثرات بي نظمي با WI بزرگ و زير فواصل روي پاسخهاي ديناميك با يك مثال عددي تجزيه و تحليل مي شود و WI حساس هر پاسخ مورد بحث قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهد كه شتاب پل و نيروي تماس هر دو حساسيت بيشتري نسبت به بي نظمي با WI (5 ~ 1 متر) دارند. بي نظمي با WI (1 ~ /01 متر) تاثير كمتري روي شتاب بدنه خودرو دارد اما به طور عمده منجر به شتاب راه آهن مي شود. با اين حال، همه بي نظميها با طول موج در فاصله (150 ~ 1 متر) مي تواند تاثير قابل توجهي روي شتاب بدنه خودرو داشته باشد. در همين حال، پرش گذرا از چرخ مي تواند شبيه سازي شود و بايد براي ارزيابي ريسك از خط خارج شدن ترن در نظر گرفته شود.
  • Keywords
    train-rail-bridge interaction , rail random irregularity , wavelength interval , sensitive wavelength , dynamic response , high-speed railway bridge
  • Journal title
    Astroparticle Physics
  • Serial Year
    2015
  • Record number

    2406910