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地震和列车作用下轨道交通桥梁的响应分析
| 论文题名： | 地震和列车作用下轨道交通桥梁的响应分析 |
| 关键词： | 轨道不平顺;城市轨道交通;桥梁结构;列车荷载;动力响应;抗震设计 |
| 摘要： | 城市轨道交通已成为我国各大城市解决交通拥挤的首选方式，由于轨道不平顺等一系列的原因导致列车行驶过程中对城市轨道交通桥梁结构产生不利影响。我国是处于地震活动板块最强烈的国家之一，地震带来的强烈的地震冲击将使得桥梁结构产生巨大的振动，对桥梁本身以及正在桥上行驶的列车产生造成巨大的破坏。目前我国按照铁路工程的规范来对轨道交通桥梁进行抗震设计，《城市轨道交通结构抗震设计规范》正在报批阶段。由于城市轨道交通工程在很多抗震参数方面不同于与铁路工程，所以按现行规范设计的轨道交通桥梁的安全性需要进一步的检验。因此，车辆和地震作用下的城市轨道交通桥梁结构的动力响应的研究成为一项重要的研究课题。 本文针对不同规范的地震参数、制动力率、列车速度和行车工况以及轨道不平顺等级对城市轨道交通桥梁结构在地震和列车作用下的动力响应进行了分析，所做的主要研究内容有: 1、介绍了地震和列车荷载作用对于城市轨道交通桥梁结构的影响，简要的回顾了在地震和车辆作用下桥梁结构响应的研究历史并给出了研究的主要现状。 2、介绍了轨道不平顺的幅值和不平顺谱描述，并给出了不平顺谱时域转化方法中的傅里叶变换法和过程，以美国轨道谱为例，通过编写程序进行模拟得到在不同不平顺等级下的轨道不平顺值;根据所研究对象的特点，简化列车模型并推导出了列车竖向和横向力的表达式，结合建立的轨道不平顺值通过仿真模拟得到某城市轨道交通B型列车的竖向和横向荷载。 3、介绍了动力时程分析的理论内容，以所选择的城市轨道交通高架桥为研究对象，利用ANSYS有限元软件进行建模，对结构进行模态分析。对所建结构输入三条典型的地震波记录，对其分别进行E2和E3级地震下的动力时程分析，对比分析在三种不同地震波条件下的结构重要节点的位移加速度反应，得到有利于抗震的结论。 4、对《城市轨道交通抗震设计规范》和《铁路工程抗震设计规范》进行了详细的对比;介绍了列车制动力率和有效制动率并得到了轨道交通结构刹车时的制动力时程曲线。通过对不同规范地震参数、不同有效制动力率、列车速度、行车工况以及不同轨道不平顺下桥梁结构的动力响应进行研究，得出结论:按照城市轨道交通抗震规范和推荐制动力率设计的桥梁具有更高的安全度;所研究的轨道交通线的行车区间和车速是合理的;提高桥梁的轨道不平顺状况对列车正常行驶和地震时安全性都有着很重要的意义。 |
| 作者： | 刘哲 |
| 专业： | 防灾减灾与防护工程 |
| 导师： | 柳春光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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