地裂缝对高速铁路桥梁影响的模型试验分析

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1、分类号:TU4210710-2011126076硕士学位论文地裂缝对高速铁路桥梁影响的模型试验研究王利洋导师姓名职称彭建兵教授黄强兵副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称地质工程论文提交日期2014年月日论文答辩日期2014年6月15日学位授予单位长安大学万方数据万方数据ModelTestoftheEffectofActiveGroundFissureonHigh-speedRailwayBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangLiyangSupervisor：Prof.Peng

2、JianbingProf.HuangQiangbingChang’anUniversity,Xi’an,ChinaI万方数据万方数据摘要地裂缝这一地质灾害已严重的威胁到我国高速铁路的建设。本文背景为拟建的贯穿山西南北，连接陕西西安的大西客运专线。该线将穿越以典型活断裂和地裂缝发育的“汾渭地堑系”，会严重威胁大西高铁的建设。而我国目前对关于高铁桥梁跨越地裂缝所受影响方面的研究少之又少。因此，本文对高铁桥梁跨越地裂缝的影响机理研究不仅具有十分重要的理论研究意义，而且为工程的安全施工带来极为重要的参考依据。本文首先对大西高铁沿线的区域地质情况进行了简要的描述；然后以水

3、秀地裂缝为地裂缝原型，通过比例尺为1：20的物理模型试验对高速铁路桥梁45°角度斜交穿越地裂缝带时桥梁受力变形特征、破坏模式以及影响范围进行研究；最后，通过有限元软件MIDAS/GTS对高速铁路桥梁45°角度斜穿地裂缝进行数值模拟计算，所得结果与物理模型试验相对比，并提出对高铁桥梁跨越地裂缝带减灾措施方面的建议。模型试验的结果和数值模拟的辅助结果可在设计及施工安全方面为大西高铁的顺利建成通车提供有力的科学理论依据。本文研究得到的主要结论有：（1）地裂缝带主要对跨越其的高铁桥梁结构产生影响，主要应变部位为箱梁和轨道，而对于钢筋混凝土桩、承台、桥墩则影响不大；（2）

4、桥梁模型破坏范围为上盘113cm，下盘82cm，影响范围为上盘147cm，下盘82cm，设防范围为229cm；（3）本试验桥梁跨度是可行的并可以通过优化钢筋混凝土桩、加大承台和桥墩尺寸、加强桥梁结构防落梁设计达到为桥梁结构减灾效果，通过改善混凝土配比等措施抵御不可抗力的地质灾害；（4）建立监测预警系统来长期观测桥梁变形，以及时应对地裂缝活动所带来的影响。关键词：高铁，地裂缝，桥梁，试验，模拟，影响范围，破坏范围I万方数据AbstractThegroundfissurehazardshasseriouslythreatenedtheexpressrailwayco

5、nstructionofourcounty.ThebackgroundofthispaperisDatong-Xi’anexpressrailway,whichwillconnectedShanxiandShaanxiprovincesandpassedthroughthe‘FenWeigarbensystem’.Thegarbensystemisfamousforthedevelopmentoftypicalactivefaultsandgroundfissures,thuswillthreatentheconstructionofDatong-Xi’anex

6、pressrailway.However,therearealittleresearchabouttheimpactofgroundfissuretoexpressrailwaybridgesinourcountyatpresent.Therefore,theinfluencemechanismresearchofgroundfissuretoexpressrailwayinthispaperisnotonlyverymeaningful,butalsocanbeanimportantreferencebasisforsafetyconstruction.Fir

7、stly,thepaperbrieflydescripttheregiongeologyalongtheDatong-Xi’anexpressrailway.Secondly,discussthebridgedeformationbehavior,failuremodeandinfluencescopewhiletheexpressrailwayobliquecrossingthegroundfissurebeltwith45°inthe1：20measuringscalemodeltest,andtakingtheShuixiugroundfissureast

8、hemodelsampl