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考虑土-结构相互作用的车桥系统耦合振动分析
| 论文题名： | 考虑土-结构相互作用的车桥系统耦合振动分析 |
| 关键词： | 车桥系统;耦合振动;土-结构相互作用(SSI);地震作用;动力分析;连续刚构桥;软弱地基 |
| 摘要： | 列车的提速和轻轨铁路的建设加剧了车桥系统的耦合振动,而软弱地基上的基础变形更加大了此耦合振动的剧烈程度,这无疑将大幅度地降低列车的行车安全度.为了保证高速和轻轨列车的行车安全度,迫切需要对车桥系统进行耦合振动分析,并考虑基础变形对其耦合振动的影响.该文系统地进行了考虑土-结构相互作用(SSI)的车桥系统的耦合振动分析.文中首先在综合有关车桥系统耦合振动以及SSI分析的已有成果的基础上,系统地分析了引起车桥系统耦合振动的各种因素及其重要性,通过适当调整主要因素的影响因子而计入次要因素的影响,从而忽略次要因素而简化分析过程,最后,提出了一种考虑SSI效应的车桥系统耦合振动的分析方法,并采用逐步积分法求解具有时变系数的微分方程组.然后以天津轻轨工程中的一座四跨预应力混凝土连续刚构桥为例,建立了考虑SSI效应的车桥系统耦合振动分析的三维空间模型(其中车辆采用27自由度模型,梁体和桥墩采用空间梁单元,群桩基础采用等效单桩模型,桩侧土体采用弹簧和阻尼器模型),编制了相应的计算程序,数值分析了考虑SSI效应对车桥系统耦合振动的影响,并进一步分析了地震作用对考虑SSI效应的车桥系统耦合振动的影响.最后得出结论:(1)考虑SSI效应对于地处软弱地基的桥梁结构的动力特性将产生较大的影响,各阶自振频率较墩底固结体系均有较大的降低,因此在车桥耦合振动分析中必须考虑SSI效应的影响;(2)考虑SSI效应对车桥系统中桥梁的横桥向位移反应影响最大,对桥梁的扭转位移反应的影响也较大,而对桥梁的顺桥向位移反应和竖向位移反应的影响则很小;(3)车辆的横向摇摆力是引起车桥系统中桥梁横向振动的最主要的原因,而车辆的移动重力加载仅产生一定的影响;(4)地震作用与列车过桥两者对车桥系统中桥梁所引起的振动存在较大的耦合,不能简单地将地震反应与车桥振动反应进行叠加. |
| 作者： | 张国忱 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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