地鐵列車振動(dòng)引起的城市大跨度立交橋的微振分析.pdf

1、地鐵列車的長(zhǎng)期振動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響，比如會(huì)引起地面居民建筑的振動(dòng)超標(biāo)，并影響到居民的正常生活。對(duì)于高層建筑的影響也十分顯著。城市地鐵穿越城市大跨度立交橋的工程事例越來(lái)越多，因此，地鐵列車的長(zhǎng)期振動(dòng)對(duì)于橋梁的影響是地鐵建設(shè)中一個(gè)不可忽略的問題。 本文是在前人的成果基礎(chǔ)之上，通過查閱大量文獻(xiàn)了解了地鐵列車振動(dòng)特性、振動(dòng)荷載的性質(zhì)、振動(dòng)荷載的確定方法、振動(dòng)在土層中的傳播特性以及振動(dòng)的衰減規(guī)律、地面橋梁的種類、材料特性以及橋

2、梁結(jié)構(gòu)對(duì)于振動(dòng)荷載的響應(yīng)規(guī)律等，通過對(duì)資料的分析，結(jié)合實(shí)測(cè)地鐵振動(dòng)荷載的數(shù)據(jù)，利用有限元軟件ANSYS動(dòng)力部分，建立一個(gè)簡(jiǎn)單的地基－隧道－上部橋梁一體的二維演示模型，對(duì)模型在動(dòng)力荷載作用下進(jìn)行瞬態(tài)分析，用數(shù)值分析的方法模擬地基土層以及地面上橋梁在不同的工況下的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。由于高頻振動(dòng)已經(jīng)通過土體衰減了，地面上主要以低頻振動(dòng)為主，所以本文對(duì)于上部橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)的模擬對(duì)于研究周圍環(huán)境激勵(lì)，比如地鐵振動(dòng)等對(duì)上部橋梁結(jié)構(gòu)的共振效應(yīng)，有一定

3、的參考價(jià)值。主要得出的結(jié)論如下： 1．隧道正上方豎直方向振動(dòng)最強(qiáng)，隨離隧道中心距離的增大振動(dòng)很快衰減至較小的水平并趨于穩(wěn)定，水平方向振動(dòng)在隧道中心最小。從振源到地面，振動(dòng)逐漸減弱，但地面上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)反比其下方質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)強(qiáng)。 2．對(duì)于地鐵列車在不同地層中引起的振動(dòng)，土層的性質(zhì)及種類對(duì)于地鐵列車振動(dòng)的影響比較大。針對(duì)不同的地層條件和不同的荷載大小，地鐵列車的振動(dòng)對(duì)土體的動(dòng)力響應(yīng)的影響比對(duì)于上部立交橋的影響明顯。 3．橋

4、梁尺寸對(duì)于橋梁的振動(dòng)響應(yīng)影響作用很大，隨著橋高和橋跨的增大，橋梁上各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度以及加速度的響應(yīng)隨之增大。增大橋梁的材料剛度，會(huì)減小地面上橋梁結(jié)構(gòu)的位移、速度、加速度響應(yīng)，并且隨時(shí)間振動(dòng)響應(yīng)的衰減速度會(huì)加快。 4．列車振動(dòng)引起的地面上的橋梁的振動(dòng)響應(yīng)表現(xiàn)為豎向的響應(yīng)總是比水平方向的更明顯，這是由于振動(dòng)通過土體傳播到地面上后，X方向上振動(dòng)衰減的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Y方向。 5．雙線結(jié)構(gòu)的隧道振動(dòng)對(duì)于地面橋梁的振動(dòng)響應(yīng)的影響作