Preview

Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения

Расширенный поиск

Особенности динамической работы пролетных строений пешеходных путепроводов над путями высокоскоростных железнодорожных магистралей

https://doi.org/10.52170/1815-9265-2025-77-100

Аннотация

Пешеходные путепроводы над путями высокоскоростных железнодорожных магистралей являются одними из наиболее подверженных аэродинамическому воздействию высокоскоростных поездов сооружений. Ввиду знакопеременного волнового характера аэродинамического воздействия движущегося подвижного состава и относительно малой массы и жесткости рассматриваемых сооружений в последних может возникнуть существенная динамическая реакция. Установлено, что аэродинамическое воздействие от движущегося поезда имеет сложный двухкомпонентный характер, состоящий из первичного возбуждения конструкции головной воздушной волной и вторичного возбуждения, связанного с периодичностью головной, хвостовой и промежуточной (для сдвоенных поездов) воздушных волн. Совпадение какой-либо из собственных частот конструкции с частотой первичного и/или вторичного возбуждения способно вызвать значительный динамический отклик конструкции, прямо влияющий на возможность его безопасной и комфортной эксплуатации. В статье приводятся результаты исследований динамической реакции пешеходных путепроводов на аэродинамическое воздействие методами численного моделирования на примере проектируемого сооружения в составе вокзального комплекса высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург – Москва. По результатам моделирования были определены максимальные величины ускорений, перемещений и динамических коэффициентов конструкции как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Установлено, что величина динамической реакции конструкции определяется не только ее собственными характеристиками, но и параметрами высокоскоростного поезда (длиной и конфигурацией). Также выявлена недостаточность существующей нормативной базы в части нормирования предельных ускорений в уровне прохожей части пешеходных мостов и путепроводов и вынесены предложения по актуализации существующей нормативной базы с выполнением соответствующих научно-исследовательских работ профильными институтами.

Об авторах

Н. А. Лабутин
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I; «Инженерное бюро искусственных сооружений»
Россия

Никита Андреевич Лабутин, кандидат технических наук, инженер испытательной лаборатории «Мостовая лаборатория» кафедры «Мосты»; главный инженер проектов

Санкт-Петербург, Россия



А. В. Ланг
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I; «Инженерное бюро искусственных сооружений»
Россия

Андрей Владимирович Ланг, инженер испытательной лаборатории «Мостовая лаборатория» кафедры «Мосты»; главный инженер проектов

Санкт-Петербург, Россия



Т. В. Васютина
«Инженерное бюро искусственных сооружений»
Россия

Таисия Владимировна Васютина, инженер

Санкт-Петербург, Россия



Ю. П. Касаджик
«Инженерное бюро искусственных сооружений»
Россия

Юлия Петровна Касаджик, ведущий инженер

Санкт-Петербург, Россия



Список литературы

1. Смирнов В. Н., Дьяченко А. О., Дьяченко Л. К. Особенности проектирования мостов на высокоскоростных железнодорожных магистралях // Бюллетень результатов научных исследований. 2017. № 3. С. 69–81.

2. Лабутин Н. А., Дьяченко Л. К., Ланг А. В. Экспериментальные измерения аэродинамики подвижного состава // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 3 (62). С. 40–48.

3. Лазаренко Ю. М., Капуксин А. Н. Аэродинамическое воздействие высокоскоростного электропоезда «Сапсан» на пассажиров на платформах и на встречные поезда при скрещении // Вестник ВНИИЖТ. 2012. № 4. С. 11–14.

4. Baker С. J. A review of train aerodynamics. Part 1. Fundamentals // The Aeronautical Journal. 2014. Vol. 118. Р. 201–228.

5. Baker C. J. A review of train aerodynamics. Part 2. Application // The Aeronautical Journal. 2014. Vol. 118. Р. 345–382.

6. Full-scale experiment of transient aerodynamic pressures acting on a bridge noise barrier induced by the passage of high-speed trains operating at 380–420 km/h / Xiao-Hui Xiong, Bo Yang, Kai-Wen Wang [et al.] // Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics. 2020. Vol. 204. Р. 1–9.

7. Лабутин Н. А. Исследование аэродинамического воздействия высокоскоростного поезда на пешеходные путепроводы // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2023. № 3 (66). С. 28–40.

8. Experimental and numerical studies on aerodynamic loads on an overhead bridge due to passage of high-speed train / Na Yang, Xiu-Kai Zheng, Jian Zhang [et al.] // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2015. Vol. 140. P. 19–33.

9. On the aerodynamic loads when a high-speed train passes under an overhead bridge / Xi-Feng Liang, Xiao-Bai Li, Guang Chen [et al.] // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 2020. Vol. 202. P. 1–11.

10. Лапин А. В. Актуальные вопросы компоновки поперечных сечений пролетных строений пешеходных мостов // Ученые заметки ТОГУ. 2015. № 2. С. 6–18.

11. Лабутин Н. А. Разработка численной модели аэродинамического взаимодействия высокоскоростного поезда, воздушной среды и объектов инфраструктуры // Мир транспорта. 2022. № 4. С. 6–16.

12. Heinemeyer C., Butz C., Keil A. [et al.] Design of lightweight footbridges for human induced vibrations. EUR 23984 EN / ed. G. Sedlacek, C. Heinemeyer, C. Butz, M. Geradin. Luxembourg (Luxembourg) : European Commission, 2009. JRC53442.

13. EN 1990:2002. Eurocode: Basis of structural design / European committee for standardization. 2002.


Рецензия

Для цитирования:


Лабутин Н.А., Ланг А.В., Васютина Т.В., Касаджик Ю.П. Особенности динамической работы пролетных строений пешеходных путепроводов над путями высокоскоростных железнодорожных магистралей. Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2025;(5):100-110. https://doi.org/10.52170/1815-9265-2025-77-100

For citation:


Labutin N.A., Lang A.V., Vasutina T.V., Kasadzhik Yu.P. Dynamic performance of pedestrian overpass superstructures over high-speed railway tracks. Bulletin of Siberian State University of Transport. 2025;(5):100-110. (In Russ.) https://doi.org/10.52170/1815-9265-2025-77-100

Просмотров: 190

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1815-9265 (Print)