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时间:2019-02-28
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1、第一章绪论从全世界城市交通发展趋势米看,城市轨道交通具有运量火、速度快、安全可靠,和I其它交通干扰少等特点,将成为我国大中城市解决交通拥挤的首迸方式。我国现有超过百万人口的大城市30多座,到2000年将达到4l座,目前已有17座城市正在积极修建或筹建城市轨道交通.拟建线路总长已超过200公里,规划线路总长超过1000公里。城市轨道交通主要包括地铁和轻轨。通常,在城市公交客运方式中.公共汽屯车的客运能力最小,其单方向高峰小时的擐人客运量约4-8千人次;而客运能力晟人的则是地铁,其单向高峰小时客运量可达3-6万人次,甚
2、至更高;在这两者之间即8干.3万人次的范同,属丁中等客运量,由轻轨交通方式米承担。轻轨交通的客运能力虽然只l圩地铁运能的I/3.I/2,但这种中等运鼙的“客运走廊”止是我国人中城市普遍存在的现状。据国外经验介害if{.轻轨交通的建l歧投资要比地铁少得多,通常轻轨每公里造价指标约III地铁的l,3.I,5。考虑中国国情的轻轨交姬成套技术研究初步资料表明,其指标约l‘l我国地铁现实造价的I/6.I/8。这将人人改善轻轨建设的投资条件。使经济承受能力有限的我国城市,筹建轻轨交通更具有现实性。所以除了北京、天津、上海、广州
3、、青岛等少数儿个城市修建地铁外,其它人中城市将以发展轻轨交通为主。城市轨道交通的线路可以为地面、地下神I高架。由于人多数线路在ih区通过,一般摊除地面线的可能性。为了减少投资.国外七十年代以后发展的地铁由于高架技术的日趋成熟(噪音、振动得到解决),高架部分的比例有了明显的增加。例如,1977年荷兰阿姆斯特丹建成的234km地铁线有199km采用高架,1984年美国迈阿密建成的33.6km的地铁线有27.5km采JH高架.同年,爱尔兰都柏林建成的36km地铁线采用全高架线方式等等。线路高架化足指轨道交通的线路尽可能多
4、地采用高架形式.线路高架化可以有效地克服诸如地F水位高,十质著等白然条件对地r线路建设币I使刚带米的不利冈素,它也是降低造价和运营费I;}j以及缩短I.期的最有效措施。据统计,全tH=界49l条城市轨道交通线路总K7016km,其中高架地而线为4248km,。‘i61%。我国上海轨道交通明珠线,武汉轻轨1号线均为全封闭高架线路。§1.3轨道交通高架桥抗震分析特点1、轨道结构在桥梁地震反应中的作用与普通高架桥相比,轨道交通高架桥一个突出特点便是桥面包括轨道系统。国内外铁路桥梁抗震规范都忽略了轨道结构在桥梁地震反应中的
5、作用。实际上.当桥墩顺桥方向振动时,不管上部为连续粱还是简支梁.线路钢轨都具有一定的顺桥方向的弹性约束。何度心19I曾通过铁路粱式桥所受制动力雨l地震力的试验分析,认为轨道对桥墩的纵向弹性约束系数k'=50at/厘米;罗学海、朱蒇、谢蓬萱mI认为其弹性约束系数k1可近似取_l=I{桥墩本身k值的1,3。胡人礼⋯’认为当桥上采抖J简支梁时,可粗略地采取k1=/:EA/L,这里E为钢轨的弹性模量.A2第一章绪论为两搬钢轨的横截面面积(当有护轨时可考虑计入护轨的横截面),L为一孔梁的匠度。(为一系数,它考虑由于钢轨锁定能
6、力有限,钢轨承受轴向力太人时可能发生移动,从而减小k。值。(值应根据试验确定,一般可粗略地考虑<=0.3—05。通过简化的单墩模型(钢轨影响用线弹簧模拟,如图lI所示)分析,轨道纵向弹性约束使桥墩的整体刚度增人,但由于纵向弹簧承受了一部分地震力,从而使墩身内力减小,也就是说会改善墩身的受力情况。但用线弹簧模拟钢轨存在以‘卜JL个缺点:I)根据实测桥墩频率推算的线弹簧刚度的离散性很人,无法定量确定其值:2)钢轨的纵向约图I.1单墩模型束作_l_Ij是通过钢轨与粱之间的连接零件(主要是扣件)米实现的.不考虑它们的作州是
7、火真的;3)强震作_Hj下这种约束作用并不能保证发挥山来.实际上当地震力过人时,钢轨与粱之间可能呈滑穆状态或扣件已破坏:4)线弹簧并非支持在刚性基础上,而是与其它桥墩联系起米,地碰时也可能从邻墩通过弹簧传来的是干扰力。可见,基于用线弹簧模拟钢轨影响的单墩模型从机理上存在着问题.我国兴建的轨道交通高架桥人多采明无碴轨道和无缝钢轨,不同了二普通桥梁上的有碴轨道结构。显然,对于无碴轨道结构在桥梁地震反应中的作_lIJ还值得探讨。轨道结构以及在轨道交通高架桥中广泛使Hj的橡胶支座使得高架桥的地震反应贝有整体耦联性。在建立轨
8、道交通高架桥地震反应的全桥模型中.如何模拟轨道结构的影响还有待研究。这也正是本文所要解决问题的关键所在。2、后继结构的影响城市轨道交通线路相邻两车站之间高架桥一般欧达l公里以上。在对高架桥进行地震反应分析时,我们不可能取全桥结构,只能取具有典型结构或特殊地段域有特殊构造的几跨高架。由丁桥面系轨道结构使轨道交通高架桥的动力耦联性加强,相邻屙继结构对所取桥跨的地
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