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原文传递高速列车对建筑结构的振动影响

论文题名：	高速列车对建筑结构的振动影响
关键词：	高速列车;建筑结构;耦合振动;动力响应分析;振动评价
摘要：	对高架车站而言，由于高架桥与车站主体结构连为一个有机整体，列车通过高架桥时所引起的振动有可能导致整个建筑结构无法正常使用或引起使用者和旅客的不安甚至恐慌，因此非常有必要对高速列车通过高架车站时对建筑结构的振动影响规律进行深入研究。本文以新广州站工程实例为研究对象，对高速列车作用下建筑结构的振动问题进行了探讨，主要研究工作如下：（1）针对新广州站出现的“车辆-桥梁-结构”一体化复杂系统的振动响应评价问题，提出了将“车-桥”振动的评价和建在桥梁上的结构物的振动评价分开进行的实施方案。并在综合考虑我国的实际情况和国际上的一些实例的基础上，分别选取了合适的振动评价标准。（2）根据列车桥梁时变系统振动分析理论，对新广州站中支撑站房结构的连续梁桥结构自身做了单独的车桥耦合振动分析，得出站房结构的支撑基础有足够的安全可靠性。（3）提出了将整个“车辆-桥梁-结构”系统的动力学相互作用分析分解为成“车辆-桥梁”系统动力学计算模型和“桥梁-结构”系统动力学计算模型两个子系统，对两个子系统分别进行分析求解。通过高速列车运行过程中对桥梁结构的激励时程将两个子系统加以联系。（4）在GSAP中建立“车辆-桥梁”系统动力模型计算得到了高速列车对桥梁的激励时程。在ANSYS中实现了“桥梁-结构”系统动力分析模型的建立。同时用APDL语言开发了列车激励力作用下的时程分析求解程序，使得“桥梁-结构”系统动力分析得以实现。（6）通过对整体模型与去掉雨棚和顶棚后的分模型的动力分析结果的对比，验证了在对候车厅楼板的振动响应进行计算分析时可以用分模型来代替整体模型，从而大大提高求解效率。（7）在对典型工况下楼板的位移、加速度的大小及分布规律和具有代表性的楼板结构内力的分析后，结合相应的评价标准得出了整个站房结构的安全性和舒适性均满足要求的结论。即经过“列车-桥梁-站房结构”系统动力分析后可以得出：在高速列车作用下，新广州站站房建筑结构的振动响应在设计允许的范围之内。
作者：	周涛
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	郭向荣
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中南大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文