桥梁系统动力响应及走行安全研究

发布时间：2016-07-29 13:13

  本文关键词：地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中南大学》 2012年

地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究

陈令坤  

【摘要】：随着高速铁路桥梁占线路比例的增加地震发生时列车过桥概率随之变大,地震与高速列车耦合动力作用对车-桥系统动力响应、桥上列车运行安全的影响将会加剧,这种动力学行为随着列车运行速度的增加将会更加复杂。探明这种耦合动力学作用机理,对分析地震作用下高速列车-桥梁系统动力响应及研究列车安全行车限值具有重要意义。本文在总结和吸收既有研究成果的基础上,以高速铁路简支梁桥及CRTS Ⅱ板式无砟轨道为工程背景,建立了地震作用下高速铁路列车-无砟轨道-桥梁的动力分析方法,编制了相应动力分析软件,探讨了地震作用下高速铁路列车-无砟轨道-桥梁动力系统的动力设计参数,建议了不同参数条件下高速列车在桥上安全行车限值要求,可为高速铁路桥梁抗震设计和地震作用下安全行车提供参考。本文主要完成了如下创新研究工作： (1)利用SHAKE91呈序及改进Penzien模型确定纵向和水平向成层土阻抗系数,提出了改进6弹簧模型模拟桩土动力相互作用,建立了高速铁路列车-无砟轨道-桥梁-支座-桥墩-桩土精细化模型,可较为准确地分析桩土相互作用对高速铁路桥梁地震响应的影响。 (2)引进PEER-NGA强震记录以满足实际强震记录加速度时程计算需要,基于满足消除零频含量和能量过程有限条件的地震动功率谱模型,编制了生成不同场地类别的人造地震波计算程序,以满足人工模拟地震加速度时程计算需要；通过与目标反应谱对比分析,提出了可满足高速铁路列车-无砟轨道-桥梁动力方程进行地震响应计算需要的人造地震波。 (3)基于Hertz线性化接触理论和Kalker线性蠕滑理论,将CRTSⅡ板式无砟轨道结构的钢轨、轨道板和底座纳入列车-桥梁耦合系统动力分析模型之中；建立了地震作用下高速铁路列车-无砟轨道-桥梁系统空间耦合振动模型及分析方法,编制了相应的计算软件,计算结果与京沪高速铁路濉河特大桥动力试验实测结果吻合良好,并与高速列车-桥梁系统模型计算结果对比分析表明,该模型可较精确地分析列车-无砟轨道-桥梁系统的动力响应和列车走行安全性能,可用于系统的地震分析。 (4)利用编制的地震作用下高速铁路桥梁动力分析软件对高速铁路桥梁进行了大量的仿真计算,得到了不同车速、墩高、场地条件,阻尼比以及不同地震设防烈度对高速铁路列车-无砟轨道-桥梁系统地震动力响应的影响规律；提出了不同地震烈度、墩高、场地条件下地震期间高速列车安全行车限值的建议值,分析了输入地震动的近场断层效应和共振效应对列车地震响应的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U441.3
【目录】：

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1 单德山,李乔;考虑桩土作用的铁路曲线梁桥车桥耦合振动分析[J];重庆交通学院学报;2004年06期

2 单德山,李乔;铁路曲线梁桥抗震设计分析[J];重庆交通学院学报;2005年01期

3 陈淮;曾庆元;;特大钢桁梁桥振动分析[J];长沙铁道学院学报;1990年04期

4 陈淮;;上承式桁梁桥列车横向摇摆力的计算结果分析[J];长沙铁道学院学报;1991年03期

5 郭文华,曾庆元;高速铁路多跨简支梁桥横向振动随机分析[J];长沙铁道学院学报;1997年01期

6 郭文华,王荣辉,郭向荣,曾庆元;高速铁路多跨简支箱形梁墩系统横向振动随机分析[J];长沙铁道学院学报;1997年04期

7 曾庆元,向俊,娄平,周智辉;列车脱轨的力学机理与防止脱轨理论[J];铁道科学与工程学报;2004年01期

8 罗学海,朱葳,谢逢萱;铁路实体桥墩动力分析的简化方法[J];地震工程与工程振动;1982年03期

9 欧进萍,牛荻涛,杜修力;设计用随机地震动的模型及其参数确定[J];地震工程与工程振动;1991年03期

10 杜修力,陈厚群;地震动随机模拟及其参数确定方法[J];地震工程与工程振动;1994年04期

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1 张格明;中高速条件下车红桥动力分析模型与轨道不平顺影响[D];铁道部科学研究院;2001年

2 边学成;高速列车运动荷载作用下地基和隧道的动力响应分析[D];浙江大学;2005年

3 蔡成标;高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D];西南交通大学;2004年

4 董娣;地震动特性的影响因素与不确定性分析[D];北京工业大学;2006年

5 万家;高速列车—无碴轨道—桥梁耦合系统动力学性能仿真研究[D];铁道部科学研究院;2006年

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8 杨广军;车辆—无碴轨道—桥梁系统竖向耦合振动特性的研究[D];上海交通大学;2007年

9 向俊;列车脱轨机理与脱轨分析理论研究[D];中南大学;2006年

10 林玉森;地震作用下高速铁路桥上列车走行性研究[D];西南交通大学;2007年

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1 周和林;广东省中山市蝴蝶拱桥空间模型计算分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期

2 杨咏漪;廖海黎;郑史雄;;空间变化的非平稳地震场模拟[J];四川建筑科学研究;2005年06期

3 张国栋;;基于反应谱的土与结构相互作用体系演变随机激励响应[J];四川建筑科学研究;2006年02期

4 武芳文;薛成凤;;桩—土—结构相互作用对超大跨度斜拉桥随机地震动响应影响研究(Ⅰ)[J];四川建筑科学研究;2010年02期

5 杨成;杨琼;魏明宇;李英民;;增量动力分析中的地震作用特征差异研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期

6 武芳文;薛成凤;;桩—土—结构相互作用对超大跨度斜拉桥随机地震动响应影响研究(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2010年03期

7 翁艳;朱宝龙;;中日桥梁抗震设计规范的若干比较[J];四川建筑科学研究;2010年03期

8 张鑫犇;张雷明;刘西拉;;从钢筋混凝土框架抗倒塌能力看我国抗震规范的改进[J];四川建筑科学研究;2011年01期

9 熊辉;李正良;晏致涛;汪之松;张晓敏;;地震反应谱、功率谱以及傅立叶谱关系探讨[J];四川建筑科学研究;2011年02期

10 梁鑫;王冲;;联塔分幅斜拉桥抗震性能评价[J];四川建筑科学研究;2011年03期

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1 李喆;孙丽;;埋地管道在地震反应谱作用下的动力响应分析[A];科技创新与产业发展（A卷）——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年

2 殷晓波;徐升桥;张世基;;晋中南铁路通道黄河特大桥基础设计[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集（工务部分）[C];2011年

3 赵怀耘;田俊;刘建新;;驱动系统扭转自激振动对机车垂向动力性能的影响[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集（2011）上册[C];2011年

4 曾庆元;;弹性系统动力分析的位移变分法[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

5 李小珍;强士中;;列车～桥梁耦合动力学研究的现状与发展趋势[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

6 李英民;赖明;白绍良;;工程结构的地震动输入问题——第十二届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年

7 金学松;温泽峰;张卫华;曾京;周仲荣;刘启跃;;世界铁路发展状况及其关键力学问题[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年

8 肖新标;金学松;温泽峰;;轨枕支撑硬点对轨枕动力响应的影响[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年

9 李松;杨翊仁;马建中;;液体晃动对罐车横向稳定性的影响研究[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年

10 张志超;赵岩;林家浩;;车桥耦合系统非平稳随机振动分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

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1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年

2 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年

3 徐瑞;大型复杂结构非平稳随机振动分析方法研究[D];华南理工大学;2010年

4 曲建军;基于提速线路TQI的轨道不平顺预测与辅助决策技术的研究[D];北京交通大学;2011年

5 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年

6 刘佩;随机地震作用下结构动力可靠度计算方法研究[D];北京交通大学;2011年

7 孙向东;四塔单索面宽幅脊梁矮塔斜拉桥设计关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年

8 于艳丽;桥建合一大型站房结构关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年

9 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年

10 马子魁;基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究[D];浙江大学;2010年

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1 杨凤莲;配置加强箍筋混凝土短柱力学性能试验研究[D];山东科技大学;2010年

2 易明;地震作用下渡槽结构的动力可靠度分析[D];郑州大学;2010年

3 任克彬;大型渡槽结构主动变阻尼控制研究[D];郑州大学;2010年

4 刘翔;空心板简支梁桥地震非线性碰撞研究[D];郑州大学;2010年

5 余文华;CFRP增强高强混凝土柱延性性能研究[D];大连理工大学;2010年

6 杨光;基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现[D];大连理工大学;2010年

7 付可展;高铁安全监测系统的设计与开发[D];大连理工大学;2010年

8 赵银庆;基于虚拟激励的车体结构随机疲劳问题研究[D];大连理工大学;2010年

9 包寰宇;上海长江大桥地震响应与抗震分析[D];辽宁工程技术大学;2009年

10 叶成杰;空间双向张弦梁结构简谐激振数值分析与试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

【二级参考文献】

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1 倪永军,朱晞;近断层地震的加速度峰值比和反应谱分析[J];北方交通大学学报;2004年04期

2 冯雅薇;魏庆朝;时瑾;;直线电机地铁车辆-轨道垂向耦合动力学模型[J];北京交通大学学报;2006年01期

3 张弥，夏禾，冯爱军;轻轨列车和高架桥梁系统的动力响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期

4 阎贵平，，夏禾，陈英俊;列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析[J];北方交通大学学报;1994年01期

5 夏禾，阎贵平，陈英俊;列车一斜拉桥系统在风载作用下的动力响应[J];北方交通大学学报;1995年02期

6 阎贵平，夏禾，陈英俊;铁路斜拉桥的地震响应特性研究[J];北方交通大学学报;1995年02期

7 刘庆华,阎贵平,陈英俊;低配筋混凝土桥墩抗震性能的实验研究[J];北方交通大学学报;1996年05期

8 曹国安,张鸿儒;地震动强度包络函数模型[J];北方交通大学学报;1998年01期

9 夏禾,吴萱,于大明;城市轨道交通系统引起的环境振动问题[J];北方交通大学学报;1999年04期

10 翟婉明;大型结构动力分析的Newmark显式算法[J];重庆交通学院学报;1991年02期

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1 冯星梅;中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构型式的研究[D];铁道部科学研究院;2000年

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3 张格明;中高速条件下车红桥动力分析模型与轨道不平顺影响[D];铁道部科学研究院;2001年

4 赵春发;磁悬浮车辆系统动力学研究[D];西南交通大学;2002年

5 蔡成标;高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究[D];西南交通大学;2004年

6 宣言;客运专线曲线线路车线耦合系统动力学性能与无碴轨道结构振动响应的仿真研究[D];铁道部科学研究院;2006年

7 晋智斌;车—线—桥耦合系统及车—桥随机振动[D];西南交通大学;2007年

8 林玉森;地震作用下高速铁路桥上列车走行性研究[D];西南交通大学;2007年

9 吕峰;车辆与结构相互作用随机动力分析[D];大连理工大学;2008年

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6 高江宁;整体道床计算方法与设计参数研究[D];西南交通大学;2004年

7 张守云;移动荷载作用下桥梁响应的高效计算[D];大连理工大学;2006年

8 王森荣;板式无砟轨道温度力研究[D];西南交通大学;2007年

9 刘玉祥;铁路板式无碴轨道结构分析方法的研究[D];中南大学;2006年

10 肖骁骐;客运专线土质路基无砟轨道动力特性研究[D];北京交通大学;2007年

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7 孙立;陈秀方;;双块式无砟轨道轨枕的优化设计研究[J];铁道建筑技术;2008年05期

8 江创华;韩国梁;冀孝国;李忠元;张春华;杨洪平;;高速铁路无砟轨道沥青水泥砂浆车[J];工程机械;2009年03期

9 冷道远;;高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网测量技术[J];隧道建设;2009年02期

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2 江成;;高速铁路板式无砟轨道技术[A];中国铁道学会2009年度优秀学术论文评选一等奖论文[C];2010年

3 周志敏;戴公连;;高速铁路预应力混凝土连续梁桥设计参数研究[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集（下册）[C];2010年

4 赵东田;;高速铁路无砟轨道控制精度的新理念及过程控制标准[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年

5 赵东田;;高速铁路无砟轨道的误差组成及其权值分析[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年

6 杨路帆;;对无砟轨道机械化施工发展的思考[A];施工机械化新技术交流会论文集（第十一辑）[C];2010年

7 李琴;晏兆晋;;高速铁路综合调度系统的比较与分析[A];扩大铁路对外开放、确保重点物资运输——中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集[C];2005年

8 王国荣;赵品;;提高铁路运输速度 发展高速铁路 适应国民经济的大发展[A];全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C];2003年

9 金守华;;客运专线建设管理中若干问题的思考[A];客运专线工程技术学术研讨会论文集（下）[C];2008年

10 王大庆;谢楠;陈英俊;;高速铁路抗震设防问题[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

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1 记者 杨波;[N];重庆商报;2007年

2 通讯员 范钢军　贾岩;[N];中国铁道建筑报;2010年

3 伍振;[N];人民铁道;2008年

4 伍振;[N];大众科技报;2008年

5 铁四院 孙立;[N];中国铁道建筑报;2010年

6 通讯员范钢军;[N];中国铁道建筑报;2010年

7 李佳;[N];中华建筑报;2007年

8 高进忠;[N];人民铁道;2007年

9 张占成 杨云峰;[N];首都建设报;2007年

10 记者 李秋怡;[N];四川日报;2011年

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1 陈令坤;地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究[D];中南大学;2012年

2 魏亚辉;高速铁路无砟轨道桥梁梁端变形相关问题研究[D];中国铁道科学研究院;2012年

3 Ammar A.M.Shubber（夏伯）;高速铁路无砟轨道动力特性及相关应用研究[D];西南交通大学;2009年

4 赵健;高架车站到发线框架梁式无砟轨道结构研究[D];西南交通大学;2012年

5 刘晓红;高速铁路无砟轨道红黏土路基动力稳定性研究[D];中南大学;2011年

6 任娟娟;桥上无缝道岔区纵连式无砟轨道受力特性与结构优化研究[D];西南交通大学;2009年

7 王凤学;中国高速铁路对区域经济发展影响研究[D];吉林大学;2012年

8 石现峰;高速铁路无砟轨道结构的设计理论研究[D];铁道部科学研究院;2007年

9 杨新文;高速铁路轮轨噪声理论计算与控制研究[D];西南交通大学;2010年

10 陈鹏;高速铁路无砟轨道结构力学特性的研究[D];北京交通大学;2009年

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1 王梦;博格板式无砟轨道路桥过渡段竖向动力响应分析[D];中南大学;2007年

2 黄剑飞;高速铁路无砟轨道三维检测系统研制及误差分析[D];长安大学;2011年

3 易南福;高速铁路不同类型无砟轨道在不同荷载作用下的受力与变形研究[D];中南大学;2010年

4 王健;高速铁路无砟轨道动力特性分析的移动单元法[D];华东交通大学;2012年

5 孙再鸣;新型无砟轨道施工技术研究[D];长安大学;2011年

6 王冠通;地震作用下桥上无砟轨道的力学特性[D];北京交通大学;2011年

7 邢湘利;无砟轨道施工测量控制中的关键技术研究[D];中南大学;2010年

8 付琪璋;基于路基上纵连板式无砟轨道结构的车辆—轨道—路基系统振动分析[D];西南交通大学;2011年

9 赵世乐;不同类型无砟轨道结构动力特性比较研究[D];中南大学;2012年

10 姜海凤;高速列车引起无砟轨道—地基—基础—结构体系振动的计算分析[D];华东交通大学;2012年

  本文关键词：地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究，由笔耕文化传播整理发布。

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