臺灣博碩士論文加值系統

本文主要是利用黏彈性基礎提摩仙可梁來模擬附有質量阻尼器之梁，來探討承受高速列車作用時高架橋的動力反應，並求出列車作用結構之共振速度與列車相位共振速度。首先建立未附質量阻尼器提摩仙可梁之動態勁度矩陣，接著根據不同的質量比，找出質量阻尼器之最佳彈性勁度與最佳阻尼比，接著利用直接勁度法，將未附質量阻尼器梁之勁度修正後與阻尼器之勁度加以組合成為整體結構之勁度矩陣，再令整體動態勁度矩陣之行列式為零即可求得結構之自然頻率，得到自然頻率後就可以求出每個自然頻率所對應的振態。接著利用振態疊加法，求得單一移動荷重作用下高架橋之動力反應。當高架橋承受高速列車作用時，可將列車以一連串集中於輪軸的等速移動荷重來模擬，利用其相位差的關係作線性疊加即可得到列車作用下的動力反應。最後改變列車行駛速度及車廂長度，使反應相位差改變，造成荷重與荷重之間的反應互相疊加及抵銷，並求出此時高架橋之動力反應。

誌謝……………………………………………………………………………Ⅰ
摘要……………………………………………………………………………Ⅱ
目錄……………………………………………………………………………Ⅳ
表目錄…………………………………………………………………………Ⅵ
圖目錄…………………………………………………………………………Ⅷ
符號說明……………………………………………………………………ⅩⅤ
第一章 導論………………………………………………………………1
1.1 研究背景與目的…………………………………………………1
1.2 本文內容…………………………………………………………1
第二章 提摩仙可梁之動力特性與反應…………………………………3
2.1 提摩仙可梁之振動特性…………………………………………3
2.1.1 提摩仙可梁之控制方程式………………………………3
2.1.2 複數波數與形狀函數……………………………………4
2.1.3 動態勁度矩陣……………………………………………8
2.1.4 頻率方程式………………………………………………10
2.2 承受移動荷重提摩仙可梁之動力反應…………………………12
2.2.1 控制方程式………………………………………………12
2.2.2 承受單一移動定荷重之動力反應分析…………………16
2.2.3 承受單一移動簡諧荷重之動力反應分析………………19
2.2.4 承受一般列車荷重之動力反應分析……………………21
第三章 附有質量阻尼器提摩仙可梁之動力特性與反應………………22
3.1 附有質量阻尼器提摩仙可梁之振動特性………………………22
3.1.1 附有質量阻尼器提摩仙可梁之控制方程式……………22
3.1.2 複數波數欲形狀函數……………………………………24
3.1.3 動態勁度矩陣……………………………………………28
3.1.4 頻率方程式………………………………………………29
3.2 附有質量阻尼器提摩仙可梁之最佳阻尼………………………32
3.2.1 附有質量阻尼器提摩仙可梁之簡化模擬………………32
3.2.2 附有質量阻尼器提摩仙可梁之最佳阻尼………………39
3.3 承受移動荷重附有質量阻尼器提摩仙可梁之動力反應………44
3.3.1 控制方程式………………………………………………44
3.3.2 承受單一移動荷重之動力反應分析……………………49
3.3.3 承受一般列車荷重之動力反應分析……………………51
第四章 結構之共振速度與列車相位共振速度…………………………52
4.1 承受單一移動定荷重提摩仙可梁之結構共振速度……………52
4.2 承受單一移動簡諧荷重提摩仙可梁之結構共振速度…………52
4.3 列車輪距之相位關係……………………………………………54
4.3.1 車輪之相位關係…………………………………………54
4.3.2 列車相位對橋樑動力反應的影響………………………59
第五章 例題與討論………………………………………………………61
5.1 單跨簡支梁及三跨連續梁之動力特性…………………………61
5.1.1 未附與附有質量阻尼器梁之相關資料…………………61
5.1.2 未附與附有質量阻尼器梁之動力特性…………………62
5.2 單一移動荷重作用下梁之動力反應及影響線…………………62
5.3 日本S.K.S.高速列車作用下梁之動力反應及影響線…………63
5.3.1 高速鐵路高架橋之設計準則……………………………63
5.3.2 高架橋之動力反應及影響線……………………………64
5.4 日本S.K.S.高速列車速度與輪距對梁動力反應之影響………65
5.4.1 列車速度對動力反應之影響……………………………65
5.4.2 列車輪距對動力反應之影響……………………………66
5.5.3 討論………………………………………………………66
5.5 梁之共振曲線……………………………………………………68
第六章 結論與展望………………………………………………………69
6.1 結論………………………………………………………………69
6.2 展望………………………………………………………………69
參考文獻……………………………………………………………………71
附錄A： 提摩仙可梁元素之動態進度矩陣………………………………138
附錄B： 高速鐵路高架橋之斷面圖與斷面特性…………………………139
附錄C： 日本S.K.S.高速列車編組………………………………………140

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