地震作用下場地-列車-軌道-橋梁系統(tǒng)分析方法研究.pdf

1、地震是威脅高速列車安全運營的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，其破壞性大，突發(fā)性強(qiáng)，后果極為嚴(yán)重。由于橋梁是高速鐵路的重要組成部分，研究橋梁上的高速列車在地震作用下的動力響應(yīng)尤為重要。針對目前很多研究并沒有充分考慮場地作用的不足，提出了包含場地在內(nèi)的場地—列車—軌道—橋梁耦合系統(tǒng)計算方法，對整體模型進(jìn)行拆分，實現(xiàn)了包括盆地在內(nèi)的整個系統(tǒng)的動力響應(yīng)計算。主要研究工作如下:
　　(1)拆分模型，首先計算場地—橋梁系統(tǒng)在地震作用下的動力響應(yīng)。通過研究分

2、層場地中地震波的傳播規(guī)律，得到了模型的邊界設(shè)置和荷載輸入方法。采用ABAQUS有限元軟件作為計算平臺，編寫可以考慮土體非線性的子程序VUMAT和邊界作用子程序VUEL，借助高性能計算機(jī)，實現(xiàn)了模型驗證和求解;
　　(2)將場地—橋梁模型中計算獲得的橋墩底部加速度作為外界激勵輸入列車—軌道—橋梁模型，采用VTBDYNA計算程序，求解列車動力響應(yīng)。
　　通過以上研究，可以得出如下結(jié)論:
　　(1)本文給出的方法可以有效分析

3、位于復(fù)雜場地上的列車—軌道—橋梁系統(tǒng)在地震作用下的動力響應(yīng)，具有較高的實用性;
　　(2)場地表面動力響應(yīng)與場地本身結(jié)構(gòu)有著很大關(guān)系，不同場地在相同地震波作用下表面反應(yīng)可能相差數(shù)倍，這會對位于場地上的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的影響;
　　(3)相比于垂直入射，在斜入射地震波作用下，場地交界面處橋梁上列車的動力響應(yīng)更大，本文算例中最高達(dá)到75％，需要予以重視。
　　本文研究成果可以為后續(xù)研究場地、地震參數(shù)對列車安全運營的影響提供理論