高速列車-橋-橋上建筑動態(tài)耦合系統(tǒng)動力分析.pdf

1、隨著全球低碳經濟的到來，修建高速鐵路能夠減少土地使用面積、環(huán)境污染，促進沿線地區(qū)的經濟發(fā)展并能夠加快產業(yè)結構的調整等得到了更廣層面的共識，因此也帶來了建設高速鐵路的熱潮，高架車站正是現(xiàn)代高速鐵路不斷發(fā)展的一種橋梁和房建相結合的新型結構體系，它以施工周期快捷，節(jié)約用地，具有良好的線路適應性等優(yōu)點得到越來越多的廣泛應用，尤其是高架站中的“橋建合一”型更以結構緊湊、整體性強的特點在中小型客運站中具有更強的競爭力。但是列車速度的提高，交通密度的

2、增加，以及荷載的不斷加重，高速列車、橋以及橋上建筑的耦合振動作用越來越成為一個關乎結構正常使用、列車安全運行的重要因素，一方面，高速運行的列車、軌道的不平順對所通過的橋建合一結構產生動力沖擊作用，直接影響橋以及橋上建筑的使用壽命和工作狀態(tài)；另一方面，橋建合一結構的振動又對列車上的旅客以及候車廳的乘客的舒適性，列車的安全性、平穩(wěn)性產生影響，然而，目前并沒有針對“橋建合一式”結構設計的規(guī)范，也沒有統(tǒng)一的設計標準，環(huán)保局更沒有規(guī)定該類建筑的環(huán)

3、境振動標準。因此，針對這種現(xiàn)狀對高速列車-橋-橋上建筑整體系統(tǒng)進行動力分析，研究高速列車、橋、橋上建筑之間的相互作用，評估列車運行的平穩(wěn)性和乘客的舒適性是合理進行高速鐵路工程設計和施工的實際需要，對于鐵路事業(yè)的發(fā)展具有十分重要的理論意義和工程價值，本文研究的內容主要包括：
　　根據高速列車-橋-橋上建筑相互耦合的作用機理，以及列車和橋建合一結構系統(tǒng)之間位移和力的協(xié)調關系，考慮列車脫軌現(xiàn)象，構建高速列車-橋-橋上建筑整個大系統(tǒng)的振動

4、模型和振動方程。采用基于頻域功率譜的傅立葉逆變換模擬方法，利用matlab編程研究并得到列車速度分別取200km/h、250km/h、300km/h的軌道不平順時間序列圖，研究我國60kg/m鋼軌跨區(qū)間無縫線路軌道譜擬合曲線參數(shù)，對比分析了行車速度的不同對軌道不平順的激振頻率和波長的影響。根據構建的高速列車-橋-橋上建筑整個大系統(tǒng)的振動模型和振動方程研究了列車速度不同，結構跨度不同，以及軌道不平順等多種工況下對橋以及橋上建筑的瞬態(tài)垂向位

5、移、垂向加速度以及橫向加速度的影響；研究了瞬態(tài)最大垂向位移、垂向加速度以及橫向加速度與發(fā)生時間之間的關系，并進一步研究橋建合一整體結構中乘坐列車的旅客的舒適度和橋上建筑候車廳旅客的舒適度，從振動的心理角度提出了目前我國《城市區(qū)域環(huán)境振動標準》中還未對橋建合一這樣的特殊結構的加速度閾值的建議。
　　研究結果表明，跨度的增加對橋上建筑的垂向位移影響遠遠大于橋梁的影響，因此增大跨度，考慮橋上建筑的減振是非常關鍵的，軌道梁的敏感頻率集中在