原文传递
郑西客运专线桩板结构路基激振试验研究
| 论文题名： | 郑西客运专线桩板结构路基激振试验研究 |
| 关键词： | 客运专线;桩板结构路基;激振试验;动态响应;单自由度振动模型 |
| 摘要： | 桩板结构路基是一种新型高速铁路路基结构，由承台板、托梁、桩和地基土组成。桩板结构相比于土质路基有工后沉降小、整体刚度大的优点。目前桩板结构的动力学资料积累较少，工程界对其在列车动荷载作用下的动力学响应参数了解较少，尚不明确其在重复荷载作用下的动力性能。本文密切结合铁道部科技研究开发计划重点课题“郑西客运专线路基桩板结构试验研究”，开展了桩板结构现场激振试验，围绕试验成果采用了理论分析、数值仿真等技术手段进行验证，系统研究了桩板结构在动荷载作用下的动态响应和长期动力性能，得出以下结论： (1)充分调研国内外桩板结构路基的应用研究现状，系统分析桩板结构的特点和性能，给出了桩板结构路基的定义和适用范围。 (2)建立了激振器的单自由度振动模型，系统分析了激振器的动态响应、试验方法和结果处理手段。 (3)建立了桩板结构的三自由度连续梁振动模型，系统分析了自由振动和简谐强迫振动两种情况，推导了桩板结构自振频率计算公式为f=1.1a√EI/ml3，其中修正系数a可取0．1～0．03。 (4)建立了激振器—桩板结构三维有限元模型，计算表明桩板结构的自振频率为0．4～1．5Hz，影响桩板结构自振频率的三大因素为桩长、跨度和桩侧土模量。计算表明，动荷载幅值不变、频率增大时，桩板结构的动应力和动位移线性减小，速度和加速度线性增大；动荷载频率不变、幅值增大时，桩板结构的动应力、动位移、速度和加速度线性增大；列车轴重对桩板结构的动态响应影响最大。 (5)采用大型激振器模拟列车单轴荷载，对桩板结构进行扫频激振和100万次重复激振试验。试验结果表明，桩板结构的响应频率等于荷载频率，动应力沿桩身衰减，桩长50m处衰减系数为0．4。试验测得桩板结构自振频率小于5Hz。 (6)实测桩板结构最大动位移为0．133mm，加速度为0．105g，桩板结构具有较大路基面支承刚度，满足高速客运列车舒适性和平稳性的要求。 (7)在100万次重复激振试验中，桩板结构的动应力幅度始终小于材料疲劳容许应力，且波动很小，桩板结构具有较大疲劳强度，满足高速铁路耐久性的要求。 |
| 作者： | 唐第甲 |
| 专业： | 防灾减灾工程与防护工程 |
| 导师： | 苏谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
