地震作用下高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁系統(tǒng)動力響應及走行安全研究.pdf

1、隨著高速鐵路橋梁占線路比例的增加地震發(fā)生時列車過橋概率隨之變大，地震與高速列車耦合動力作用對車-橋系統(tǒng)動力響應、橋上列車運行安全的影響將會加劇，這種動力學行為隨著列車運行速度的增加將會更加復雜。探明這種耦合動力學作用機理，對分析地震作用下高速列車-橋梁系統(tǒng)動力響應及研究列車安全行車限值具有重要意義。本文在總結和吸收既有研究成果的基礎上，以高速鐵路簡支梁橋及CRTSⅡ板式無砟軌道為工程背景，建立了地震作用下高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁的動

2、力分析方法，編制了相應動力分析軟件，探討了地震作用下高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁動力系統(tǒng)的動力設計參數(shù)，建議了不同參數(shù)條件下高速列車在橋上安全行車限值要求，可為高速鐵路橋梁抗震設計和地震作用下安全行車提供參考。本文主要完成了如下創(chuàng)新研究工作:
　　 (1)利用SHAKE91程序及改進Penzien模型確定縱向和水平向成層土阻抗系數(shù)，提出了改進6彈簧模型模擬樁土動力相互作用，建立了高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁-支座-橋墩-樁土精細

3、化模型，可較為準確地分析樁土相互作用對高速鐵路橋梁地震響應的影響。
　　 (2)引進PEER-NGA強震記錄以滿足實際強震記錄加速度時程計算需要，基于滿足消除零頻含量和能量過程有限條件的地震動功率譜模型，編制了生成不同場地類別的人造地震波計算程序，以滿足人工模擬地震加速度時程計算需要;通過與目標反應譜對比分析，提出了可滿足高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁動力方程進行地震響應計算需要的人造地震波。
　　 (3)基于Hertz線

4、性化接觸理論和Kalker線性蠕滑理論，將CRTSⅡ板式無砟軌道結構的鋼軌、軌道板和底座納入列車-橋梁耦合系統(tǒng)動力分析模型之中;建立了地震作用下高速鐵路列車-無砟軌道-橋梁系統(tǒng)空間耦合振動模型及分析方法，編制了相應的計算軟件，計算結果與京滬高速鐵路濉河特大橋動力試驗實測結果吻合良好，并與高速列車-橋梁系統(tǒng)模型計算結果對比分析表明，該模型可較精確地分析列車-無砟軌道-橋梁系統(tǒng)的動力響應和列車走行安全性能，可用于系統(tǒng)的地震分析。