地铁钢弹簧浮置板轨道振动及隧道不均匀沉降影响分析

发布时间：2017-08-03 16:02

  本文关键词：地铁钢弹簧浮置板轨道振动及隧道不均匀沉降影响分析

  更多相关文章： 地铁隧道 浮置板轨道 剪力铰 振动实测 不均匀沉降

【摘要】：列车在地铁轨道上运行是一个复杂的过程,为系统地分析列车与地铁轨道、隧道、地基之间的动力相互作用,本文构建了列车-钢弹簧浮置板轨道-隧道壁-地基二维耦合动力分析模型。首次采用抗弯和抗剪两种单元组合模拟剪力铰对浮置板板端的约束作用。通过数值求解的方式分析自身结构参数及外界激励等因素对车轨系统动力响应的影响,结合地铁振动现场实测进行对比分析。最后深入探讨隧道不均匀沉降对车轨系统的影响,主要研究成果及创新点如下：(1)针对轨道各层结构各自不同的特点,采用三种不同的梁理论进行简化；借鉴桩土反力计算方法并结合Novak土体平面应变计算公式求得隧道周围土体地基反力系数,同时考虑隧道刚度折减的影响,所建模型能更好的模拟地铁隧道真实结构状态。(2)基于理论模型计算各种支承元件(扣件及钢弹簧)参数组合下车轨动力响应,基于轨道振动状态及隔振性能的分析,并结合轨道变形限界要求,得到扣件及钢弹簧最优参数取值。(3)剪力铰抗剪单元能有效减小板端位移差,但是对降低浮置板整体变形的能力有限；抗弯单元能提高浮置板整体刚度性能,但对减小板端位移差有负面效果。两种单元对浮置板整体性能的提升具有互补作用,基于车轨动力响应的统计分析,得到了最优抗剪抗弯单元参数组合。(4)对杭州地铁1号线进行振动现场实测,实测结果表明浮置板轨道确有隔振作用,另外基于实测结果分析可证明剪力铰确有抵抗板端转角变形的作用。(5)基于不均匀沉降工况下车轨动力响应计算分析,发现不均匀沉降发生于板端位置比发生于板中位置更加不利；在正常行驶速度下,地铁列车行驶状态在各种不均匀沉降参数组合下均满足安全性和乘坐舒适度要求；进一步分析不均匀沉降对高速隧道的影响,得到高速隧道沉降限值标准。
【关键词】：地铁隧道 浮置板轨道 剪力铰 振动实测 不均匀沉降
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U452.11;U231.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 课题背景及意义11-13
• 1.1.1 地铁发展现状11-12
• 1.1.2 地铁振动干扰12-13
• 1.1.3 地铁钢弹簧浮置板轨道13
• 1.2 国内外研究现状及不足之处13-23
• 1.2.1 车轨耦合模型演变历程13-15
• 1.2.2 浮置板轨道研究现状15-20
• 1.2.3 轨道不均匀沉降研究现状20-22
• 1.2.4 现有研究不足之处22-23
• 1.3 本文研究内容及创新之处23-26
• 1.3.1 本文研究内容23-24
• 1.3.2 本文创新之处24-26
• 第二章 模型建立及动力方程求解26-42
• 2.1 模型背景介绍26-27
• 2.2 列车-轨道-隧道-地基动力耦合模型建立27-34
• 2.2.1 模型图示及模型参数介绍27-28
• 2.2.2 动力方程组建及求解28-34
• 2.3 模型建立要点34-40
• 2.3.1 隧道刚度折减34-36
• 2.3.2 地基反力参数取值分析36-37
• 2.3.3 轨道随机不平顺37-38
• 2.3.4 剪力铰模型建立38-39
• 2.3.5 隧道不均匀沉降模拟39-40
• 2.4 本章小结40-42
• 第三章 地铁钢弹簧浮置板轨道动力分析42-66
• 3.1 引言42-43
• 3.2 轨道随机不平顺影响43-45
• 3.2.1 轨道随机不平顺的模拟43
• 3.2.2 两种计算工况介绍43-44
• 3.2.3 两种工况计算结果对比分析44-45
• 3.3 地基弹簧刚度及隧道刚度折减影响45-48
• 3.3.1 算例参数取值45-46
• 3.3.2 地基弹簧刚度影响46-47
• 3.3.3 隧道刚度折减影响47-48
• 3.4 支承元件参数优化48-56
• 3.4.1 优化分析方法48-49
• 3.4.2 钢弹簧刚度优化49-51
• 3.4.3 钢弹簧阻尼优化51-53
• 3.4.4 扣件刚度优化53-55
• 3.4.5 扣件阻尼优化55-56
• 3.5 剪力铰作用分析56-64
• 3.5.1 剪力铰运用及模拟方法56-57
• 3.5.2 无剪力铰轨道振动分析57-59
• 3.5.3 两种剪力铰单元的作用59-61
• 3.5.4 两种剪力铰单元刚度变化的影响61-63
• 3.5.5 剪力铰模型参数优化63-64
• 3.6 本章小结64-66
• 第四章 地铁轨道振动加速度实测66-74
• 4.1 工程概况66-67
• 4.2 测试方法及测试内容67-70
• 4.2.1 光纤光栅振动测试原理67-68
• 4.2.2 仪器安装及数据采集68-70
• 4.3 测试成果分析70-73
• 4.3.1 浮置板振动70-71
• 4.3.2 隧道衬砌振动71-72
• 4.3.3 实测与理论计算结果对比72-73
• 4.4 本章小结73-74
• 第五章 隧道不均匀沉降影响分析74-87
• 5.1 引言74
• 5.2 模型参数取值分析74-75
• 5.3 沉降发生位置及剪力铰的影响75-79
• 5.4 沉降波形的影响79-83
• 5.5 行车速度的影响83-85
• 5.6 本章小结85-87
• 第六章 结论与展望87-89
• 6.1 本文主要成果及结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-94
• 作者简历94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李鑫;王冬;;浅谈建筑物不均匀沉降现象的分析与处理[J];黑龙江科技信息;2009年20期

2 程润增;多层住宅工程不均匀沉降产生原因的分析[J];工程质量;2000年06期

3 郭佑雄,张建华;某住宅楼不均匀沉降问题的分析与处理[J];西部探矿工程;2001年01期

4 曾春富;某住宅楼不均匀沉降原因分析[J];西部探矿工程;2001年03期

5 宋力,顾一心;不均匀沉降对建(构)筑物的危害及处理措施[J];山东建材;2002年05期

6 陈凌志,赵阳;不均匀沉降下的大型钢储罐结构[J];空间结构;2003年03期

7 梁学文;控制建筑物不均匀沉降及其危害的一些措施[J];建材技术与应用;2003年02期

8 朱淑珍;建筑物不均匀沉降的防范措施[J];山西建筑;2004年03期

9 但三君;浅析房屋产生不均匀沉降的原因[J];山西建筑;2004年08期

10 林新良,余宏明;高速公路工后不均匀沉降防治措施分析[J];西部探矿工程;2004年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨雪峰;;试论不均匀沉降的原因及防治[A];河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C];2010年

2 黄广华;;基础不均匀沉降原因分析及预防[A];河南省建筑业行业优秀论文集(2004)[C];2004年

3 刘镇;朱凤贤;周翠英;;复杂条件下长大地道结构不均匀沉降的数值模拟与控制[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C];2006年

4 周林;;不均匀沉降裂缝的工程检测实例[A];第八届全国建设工程无损检测技术学术会议论文集[C];2004年

5 任澍华;;洪积扇上建筑地基的不均匀沉降问题——汉中某厂大件车间实例分析[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年

6 李达汉;路中科;李红波;;某工业厂房基础不均匀沉降原因分析及处理方法[A];中国煤炭学会煤矿建筑工程专业委员会2012年优秀论文汇编[C];2012年

7 胡振瀛;朱作荣;钟永贵;;炉渣土地基不均匀沉降分析及其加固方法[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年

8 张晓斌;姜忻良;;邻近大面积堆载下某厂房结构的不均匀沉降分析[A];第19届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2010年

9 卫军;王勇;;结合某工程实例试析地基不均匀沉降问题[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年

10 刘睿;;主楼与裙房基础之间不均匀沉降的控制[A];水与水技术（第3辑）[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 山东省苍山县住房和城乡建设局 李洪亮　孔德荣;减少建筑物地基不均匀沉降的一般措施[N];中国建设报;2012年

2 李六三　周南富 杨兴良(浙江绍兴);山区地基基础不均匀沉降问题浅析[N];建筑时报;2011年

3 孙承志;砌体常见裂缝的分析与预防[N];伊犁日报(汉);2006年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 钱坤;差异框架结构地基不均匀沉降的分析与处理[D];吉林大学;2008年

2 舒晓武;超软土道路地基不均匀沉降机理及对策[D];天津大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 沈鑫良;罐周不均匀沉降下在役储液罐变形分析[D];浙江大学;2015年

2 王永安;地铁钢弹簧浮置板轨道振动及隧道不均匀沉降影响分析[D];浙江大学;2016年

3 贾瑞雨;基于行车舒适性的高速公路沉降评价和扩建纵面设计研究[D];浙江大学;2016年

4 高自理;地基不均匀沉降对上部框架结构的影响分析[D];武汉理工大学;2008年

5 吴胜发;建筑结构基础不均匀沉降及控制研究[D];广州大学;2006年

6 徐剑波;地基不均匀沉降对房屋的危害分析及治理对策研究[D];湖南大学;2006年

7 陈勇;危险废物填埋场不均匀沉降监测技术研究[D];西北农林科技大学;2009年

8 王蕾;软土地区地基不均匀沉降对框剪结构影响的反分析研究[D];天津大学;2009年

9 王向阳;地基不均匀沉降对框架结构影响的研究[D];兰州理工大学;2011年

10 张兴;钢储罐在实测不均匀沉降下的结构性能[D];浙江大学;2006年

，

本文编号：615140