Решение динамической задачи взаимодействия системы «мост-поезд» возможно в настоящее время осуществляется преимущественно в результате численного моделирования. При этом выбор расчетной модели зависит от поставленной задачи и, вследствие этого, необходимой детализации элементов системы «мост-поезд». Возможно использование различных динамических моделей:

I. Тип «подвижные силы на балке». Пролетное строение моделируется упругой балкой конечной массы с вязким затуханием, поезд – системой движущихся сил (рис. 14.9). Такая модель позволяет учесть «эффект скорости», получить значения критических скоростей и пиковые значения деформаций и ускорений пролетного строения.

II. Тип «подвижные массы на балке». Пролетное строение моделируется аналогично модели I, а поезд – системой движущихся масс с упругими и вязкими связями (рис. 14.10). Данный подход позволяет оценить уровень комфорта пассажиров на основе анализа ускорений в кузовах вагонов, а также влияние дефектов пути и колес на величину сил динамического взаимодействия ходовых частей подвижного состава.

Рисунок 14.9. Модель «подвижные силы на балке» для динамического расчета

Рисунок 14.10. Модель «подвижные массы на балке» для динамического расчета

При формировании расчетной модели для вычисления динамических характеристик сооружения, значений динамических нагрузок, деформаций и реакций в элементах должны учитываться следующие обязательные характеристики:

- скорость движения поезда;

- длина пролета или длина линии влияния рассчитываемого элемента;

- масса элементов конструкции;

- собственные частоты колебаний конструкции по соответствующим формам колебаний;

- число осей в поезде, осевые нагрузки и интервалы между осями;

- демпфирование конструкции.

Для более детального моделирования, а также получения сведений о поведении и работе вагонов поезда дополнительно должны учитываться:

- неподрессоренная/подрессоренная массы и характеристики подвески подвижного состава;

- расположение под верхним строением пути элементов, локально изменяющих жесткость пути (поперечные балки, диафрагмы и т.п.);

- дефекты рельсового пути и колес;

- жесткость конструкции пути.

Для расчетов плитных, сплошностенчатых (коробчатых и ребристых) разрезных балок при отсутствии под плитой проезда мест существенного локального изменения жесткости (элементов проезжей части) динамическое воздействие может быть представлено набором сосредоточенных сил («подвижные силы на балке»), перемещающихся по сооружению с заданной скоростью.

Для мостов других конструктивных решений (рамных, арочных, со сквозной решеткой и других) следует производить динамические расчеты с учетом взаимодействия поезда и конструкции (с учетом подрессоренных/неподрессоренных масс поезда, конструкции тележек поезда, а в необходимых случаях жесткости конструкции пути и его взаимодействия с несущей частью). В этом случае следует использовать модели «подвижные массы на балке».