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原文传递高铁接触网系统地震响应分析

论文题名：	高铁接触网系统地震响应分析
关键词：	接触网系统;模态分析;地震响应;行波效应;铁路牵引供电
摘要：	接触网系统是铁路牵引供电系统中唯一无备用设备的部分，其性能直接影响铁路运营安全。与一般土木工程结构不同，接触网系统是由悬挂结构与支撑结构连接而成的大跨度结构，且悬挂结构的接触线与承力索具有初始预拉力。在以往的地震中，接触网系统易发生破坏，导致铁路短期内难以恢复运营。目前国内外对接触网抗震性能的研究成果较少，而我国地震多发，开展接触网系统抗震性能研究刻不容缓。　　本文为了研究高速铁路接触网系统地震响应特性，根据接触网系统的结构特点建立了5柱6跨的三维有限元模型，并采用川藏线铁路跨越的鲜水河断裂带的工程地质特点，对接触网系统进行有限元分析。　　首先，对数值模型进行初始状态下的静力分析，得到了初始状态下接触系统各组成部分的初始应力、位移等；进行模态分析得到了接触网系统的各阶振型及振型参与系数，分析后者可知，接触网系统的振型频率低且密集，且高阶振型的贡献很大不可忽略。　　然后，采用地震反应谱法研究了地震动激励方向与竖向地震动对接触网系统的影响。结果表明纵向输入的地震动对接触网系统影响最大，竖向地震对接触网系统的支撑结构的影响不大。　　最后，采用加速度时程进行一致激励时程分析，用相对位移法进行考虑行波效应的多点激励输入时程分析。将考虑行波效应与一致激励的结果进行对比分析，研究了行波效应对接触网系统地震响应的影响。研究发现：　　①与一致地震动输入相比，行波效应对结构地震响应具有很明显的放大效应。其中对悬挂结构中接触线的竖向位移响应的放大最为明显，最大达4.87倍。地震波不同，放大效应也不同。　　②在一致激励和多点激励两种情况下，由于输入地震波的频谱特性与视波速不同，导致结构的响应峰值、结构响应峰值发生的时刻、放大效应均有所不同。　　③根据分析的结果，得到了接触网系统支撑结构的薄弱环节，为接触网系统的抗震设计提供借鉴。
作者：	胡晓平
专业：	建筑与土木工程
导师：	姬淑艳;李英民;邓小华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文