本文關(guān)鍵詞： 高速鐵路橋梁 地震動響應(yīng) 行車安全 軌道折角 梁端錯位　出處：《南京工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：高速鐵路具有交通量大、行車密度高、列車速度快等特點。高速鐵路橋梁的抗震設(shè)計不僅要保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全,而且要保證地震時列車運行的安全,車輪與軌道直接接觸,軌道的變形直接影響列車運行安全。地震作用下,軌道會產(chǎn)生彎折、撓曲等變形及地震引起的震動幅值過大等問題,均會威脅到快速行駛的列車的安全運行。因此,本文重點對地震作用下軌道的變形進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文主要以路橋過渡端處5跨簡支梁橋為研究對象,分析其主梁變形和軌道變形之間的關(guān)系及橋墩剛度、扣件剛度、支座形式等因素對軌道變形的影響程度,最后根據(jù)《城市軌道交通結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50909-2014)》中行車安全性界限,評價不同設(shè)防烈度E1地震作用下高速鐵路橋梁軌道平行折角、折轉(zhuǎn)角和梁端錯位。以下為本文的主要工作及相關(guān)結(jié)論：(1)本文首先建立CRST Ⅰ型無砟軌道精細(xì)化模型,再引入合理簡化,得到計算代價小,又能滿足工程精度的簡化模型。(2)研究了軌道約束作用對高鐵橋梁主梁地震響應(yīng)的影響。結(jié)果表明：軌道約束作用對主梁位移有一定影響,基本上軌道系統(tǒng)的約束作用越弱,主梁的位移越接近于無約束的情況；并且軌道的存在不會增大豎向地震動對主梁縱橫向的地震響應(yīng),因此在分析主梁縱、橫向地震響應(yīng)時,有軌道存在時依然可以忽略豎向地震動的影響,只考慮地震動沿縱、橫向單向輸入的工況即可。(3)研究了梁縫處軌道橫向變形的主要分布區(qū)域。結(jié)果表明：梁縫附近的扣件變形較大,至第四個扣件,其變形接近于零,因此由于梁縫的錯動而導(dǎo)致的軌道變形的影響區(qū)域為梁縫左右四個扣件；并且靠近梁縫左右各一個扣件變形值最大,軌道橫向變形絕大部分集中在這個區(qū)域,因此在對軌道折角進(jìn)行分析時,可取梁縫左右相鄰兩扣件處軌面相對位移進(jìn)行折角計算。(4)研究了軌道變形與主梁變形之間的關(guān)系,為該課題后續(xù)研究中通過控制主梁的地震響應(yīng)來保證列車的行車安全性提供依據(jù)。結(jié)果表明：軌道變形依附梁體的錯動,二者存在一定的數(shù)值關(guān)系；以梁縫處扣件間距0.6m作為分析范圍,軌道水平相對位移在梁體水平錯動位移的40%-55%之間變化,軌道豎向相對位移在梁體豎向錯動位移的25%-40%之間變化。(5)研究了橋墩剛度變化對軌道折角的影響。結(jié)果表明：當(dāng)各墩高相同、剛度接近、并且橋墩的橫向剛度較大時,主梁梁縫處的軌道水平折角總體上均較小,相對較大的水平折角出現(xiàn)在橋臺處；隨著墩柱線剛度的減小,軌道水平折角逐漸增大；當(dāng)相鄰墩柱線剛度變化規(guī)律一致時,軌道水平折角相近,而與相鄰墩柱線剛度相同的情況比,折角會較大；相鄰跨等剛度時,線剛度越小,水平折角越大；軌道豎向折角和水平向折角的變化趨勢基本一致,同一位置,豎向折角值比水平向折角值小。(6)研究了扣件剛度對主梁變形及軌道變形的影響。結(jié)果表明：扣件剛度變化對主梁縱向位移影響很小,對主梁橫向位移有一定影響,當(dāng)扣件剛度較小時,隨著扣件剛度的增大,主梁的橫向位移會有較大的增長趨勢,而當(dāng)扣件的剛度大到一定程度,其剛度再增大,主梁的位移增加幅度將明顯減��；增加扣件橫向剛度基本上不會改善軌道在梁縫處的軌面相對位移,反而可能會使軌道折角有增大趨勢。(7)對本文典型依托工程在不同設(shè)防烈度的地震動作用下的行車安全性進(jìn)行了評價,并初步提出了控制措施。對本文所分析的依托工程,軌道平行轉(zhuǎn)角和折轉(zhuǎn)角均滿足要求,非路橋過渡端梁端錯位也滿足要求,而路橋過渡端軌道錯位部分不滿足要求；8度(0.2g、0.3g)墩高超過5m、7度(0.15g)墩高超過15m時,軌道錯位不滿足規(guī)范要求,應(yīng)對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化或采取安全防護(hù)措施。
[Abstract]:In this paper , the influence of rail constraints on the earthquake response of high - speed railway bridges is studied . ( 3 ) The main distribution area of the rail transverse deformation at the beam joint is studied . The results show that the deformation of the fastener near the beam joint is larger than that of the fourth fastener , and the deformation of the track is close to zero . ( 6 ) The influence of the rigidity of the fastener on the deformation of the main beam and the deformation of the rail is studied . The results show that the rigidity of the fastener has little influence on the longitudinal displacement of the main beam . When the rigidity of the fastener is increased , the lateral displacement of the main beam can increase obviously .

【學(xué)位授予單位】：南京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U442.55;U213.2

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本文編號：1457505