本文關(guān)鍵詞：地震作用下軌道橋梁的動力響應(yīng)及行車安全簡化分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 車-軌-橋系統(tǒng)模型 人工地震波 簡化模型 行車安全性限值

【摘要】：軌道橋梁由于其占地面積小、空間利用率高、軌道平順度高等特點,已成為城市軌道交通的重要組成部分。隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展,軌道交通的安全性越來越受到人們的重視,我國是一個地震頻發(fā)的國家,地震作用是影響軌道橋梁上行車安全的重要因素,因此地震作用下軌道橋梁的行車安全性是必須重視的問題。 針對以上問題,本文根據(jù)已有的車-軌-橋系統(tǒng)動力方程編制了車-軌-橋系統(tǒng)地震響應(yīng)分析程序,并以預(yù)應(yīng)力混凝土箱型簡支軌道橋梁和箱型連續(xù)梁軌道橋為研究對象,分析軌道橋梁的動力響應(yīng)及行車安全簡化分析方法。具體研究內(nèi)容如下： (1)為研究地震波頻譜特性等對軌道橋梁行車安全的影響,分別將實測地震波、人工地震波、簡諧波輸入到車-軌-橋系統(tǒng)地震響應(yīng)分析程序中,得到車-軌-橋系統(tǒng)在三種地震波作用下的動力響應(yīng),并進行對比分析,結(jié)果表明人工地震波作用下的車-軌-橋系統(tǒng)動力響應(yīng)與實測地震波作用下的結(jié)果更相近,因此選用人工地震波作為輸入地震波； (2)根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》中對地震強度和周期的規(guī)定,采用三角級數(shù)法模擬生成不同強度和周期的人工地震波,并將其分別輸入到車-軌-橋系統(tǒng)地震響應(yīng)分析程序中,計算車-軌-橋系統(tǒng)的地震響應(yīng)； (3)采用日本關(guān)于行車安全度的評價指標(biāo)作為地震時橋上車輛運行安全的評定標(biāo)準(zhǔn),得到了列車脫軌臨界狀態(tài)時的橋梁動力響應(yīng)；以列車脫軌臨界狀態(tài)時的橋梁動力響應(yīng)作為橋梁振動的限值,統(tǒng)計得到了在不同強度和頻率的地震波作用下的橋梁振動限值,繪制橋梁振動限值曲線,并利用拉格朗日插值法得到曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,以期供實際橋梁抗震設(shè)計時參考使用； (4)根據(jù)車輛發(fā)生危險時的運動狀態(tài)對精細(xì)的車-軌-橋系統(tǒng)模型進行簡化,得到簡化的車-軌-橋系統(tǒng)模型,利用力的平衡原理探討基于簡化模型的行車安全分析方法,并結(jié)合基于精細(xì)車-軌-橋系統(tǒng)模型的橋梁橫向振動限值計算得到簡化的行車安全評價標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：車-軌-橋系統(tǒng)模型 人工地震波 簡化模型 行車安全性限值
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U441.3;U447;U298.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1. 緒論8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 軌道交通系統(tǒng)動力學(xué)問題9-10
• 1.3 國內(nèi)外車橋振動問題研究歷程10-15
• 1.4 地震作用下車橋動力響應(yīng)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文主要內(nèi)容16
• 1.6 本章小結(jié)16-17
• 2 地震作用下車-軌-橋系統(tǒng)的動力響應(yīng)分析的精細(xì)模型17-28
• 2.1 車-軌-橋動力相互作用原理17
• 2.2 車輛-軌道-橋梁系統(tǒng)動力學(xué)建模方法17-18
• 2.3 車輛動力平衡方程組18-21
• 2.4 車-軌-橋系統(tǒng)動力方程21-25
• 2.4.1 車輛部分矩陣21-22
• 2.4.2 軌道-橋梁部分矩陣22-23
• 2.4.3 車-軌-橋相互作用部分矩陣23
• 2.4.4 系統(tǒng)荷載向量23-24
• 2.4.5 Newmark-β逐步積分法24-25
• 2.5 地震作用下的車-軌-橋系統(tǒng)動力方程25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 3 基于精細(xì)車-軌-橋模型的地震響應(yīng)分析28-66
• 3.1 Midas Civil有限元軟件簡介28
• 3.2 簡支軌道橋梁地震響應(yīng)分析28-49
• 3.2.1 建立橋梁模型29-30
• 3.2.2 簡支梁橋模型頻域分析30-31
• 3.2.3 地震對簡支軌道橋梁動力響應(yīng)的影響31-49
• 3.2.3.1 地震波的模擬31-33
• 3.2.3.2 實測地震波作用下簡支軌道橋梁的動力響應(yīng)33-35
• 3.2.3.3 簡諧波作用下的車橋動力響應(yīng)35-37
• 3.2.3.4 人工地震波作用下的車橋動力響應(yīng)37-39
• 3.2.3.5 保證車輛運行安全的橋梁振動限值確定39-49
• 3.3 連續(xù)軌道橋梁地震響應(yīng)分析49-65
• 3.3.1 建立橋梁模型50-51
• 3.3.2 連續(xù)軌道橋梁模型頻域分析51-52
• 3.3.3 地震對連續(xù)軌道橋梁動力響應(yīng)的影響52-65
• 3.3.3.1 實測地震波作用下連續(xù)軌道橋梁的動力響應(yīng)52-53
• 3.3.3.2 簡諧波作用下的車橋動力響應(yīng)53-54
• 3.3.3.3 人工地震波作用下的車橋動力響應(yīng)54-55
• 3.3.3.4 保證車輛運行安全的橋梁振動限值確定55-65
• 3.4 本章小結(jié)65-66
• 4 基于簡化車-軌-橋模型的行車安全分析66-70
• 4.1 理論推導(dǎo)66-68
• 4.2 理論應(yīng)用68-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 5 研究成果與展望70-72
• 5.1 研究成果70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 申請學(xué)位期間的研究成果77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：826947