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兰州地铁运营对白衣寺塔振动影响分析
| 论文题名： | 兰州地铁运营对白衣寺塔振动影响分析 |
| 关键词： | 地铁;环境振动;古建筑;动力响应特性;安全评估 |
| 摘要： | 随着我国经济的持续高速发展，城市轨道交通尤其是地铁在我国省级城市已陆续规划与建设，而地铁运行中产生的环境振动和噪声问题也日益显著，尤其是地铁穿越文物保护区时，振动对古建筑的影响备受关注。针对地铁运行引起的诸多问题，学者已从地铁运行随机振动荷载的产生、波及振动在介质中的传播及衰减、建筑物的动力响应特性及安全评估等方面进行了研究，并提出了相应的减振措施。 本文以兰州轨道交通1号线为背景，通过对国内外振动对建筑结构安全影响控制标准进行全面的调查研究，根据兰州地铁特点制定出适合白衣寺塔的振动限值标准，利用有限元分析软件Midas-gts建立“隧道-浮置板轨道-地基土-白衣寺塔三维整体有限元动力学模型”，输入现有隧道设计参数、动力荷载以及各土层的静动力学参数，分析了地铁列车运行引起的振动对白衣寺塔的动力响应，结果表明列车按设计速度运行时，动力响应点的最大水平速度为0.37mm/s大于0.25mm/s，不满足重点文物振动控制标准要求，需采取减振措施。 为确保白衣寺塔的安全，考虑采用弹簧浮置道板减振措施，分别研究了运行速度、钢轨下扣件刚度、浮置板下弹簧刚度、扣件阻尼以及浮置板下阻尼对减振效果的影响，结果表明:(1)在不同运行速度下各动力响应点速度及加速度随着行车速度的增大而增大，行车速度对各动力响应影响显著;(2)各向速度及加速度随着动力响应点与隧道轴心线距离的加大明显减小;(3)当扣件刚度小于4.0×107N/m时，响应点的速度和加速度分别减小50.7％～60.0％和47.1％～52.3％，当大于8.0×107N/m时，所有动力响应趋于平缓，建议轨下刚度取值4.0×107～8.0×107N/m;(4)当浮置板下支撑刚度小于4.0×107N/m时，各动力响应点速度及加速度分别增加79.2％～83.6％和80.5％～84.3％，在4.0×107～8.0×107N/m之间时，各动力响应点趋于平缓，而大于8.0×107N/m时，动力响应点速度及加速度有减小趋势，建议浮置板下支撑刚度取值1.0×107～4.0×107N/m;(5)当扣件阻尼当小于4.0×104N·m/s时，各动力响应点竖向速度及竖向加速度分别减小42.6％～48.5％和41.5％～48.7％，而大于8.0×104N·m/s时，各动力响应点动力特性趋于平缓，建议扣件阻尼取值4.0×104～8.0×104N·m/s;(6)当浮置板阻尼小于4.0×104N·m/s时，各动力响应点竖向速度及竖向加速度分别减小44.3％～49.5％和42.5％～46.7％，而大于8.0×104N·m/s时，各动力响应点动力特性趋于平缓，建议浮置板下阻尼取取值4.0×104～8.0×104N·m/s;(7)当轨下扣件、浮置道板下弹簧参数按本文建议取值时，其各动力响应点的速度和加速度可比未采用浮置道板减小66％～72％，减振效果显著。 |
| 作者： | 张雄雄 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 赵建昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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