城市高架桥简支梁在地震作用下轨道列车响应与运行的安全性分析

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1、●，致谢本论文的工作是在我的导师谷爱军副教授的悉心指导下完成的。谷老师因材施教、治学严谨的工作态度深深的影响和感染着我。谷老师不仅在专业上给我谆谆的教诲，在生活上也无处不体现着慈母般的关心和爱护，使我懂得了许多学习方法和做人的道理，在此向她表示最诚挚的敬意和深深的感谢。两年的研究生学习中，高亮老师、梁青槐老师、彭华老师、万传风老师、蔡小培老师、肖宏老师等带课老师的精心授课，使我对专业知识有了深入的理解，是我今后走向工作岗位的重要知识储备和根基，在此向他们表示衷心的敬意。在此特别感谢郭积程师兄，是他在我论文陷入困

2、境的时候给了我茅塞顿开的建议，帮助我理解和解决了模型中的很多实际问题，令我受益匪浅。郭师兄渊博的知识、谦逊和热情的性格让我感受到了只有始终保持虚心向别人学习的态度才能在专业上不断进步。感谢张宏亮师兄、徐田坤师兄、闫子权师兄、刘峰师兄、高常亮师姐在我上研究生的二年时间里给予的学习和生活上的指导和帮助。同时，两年来与同门艾山丁和李莹春两位同学的朝夕相处为我的研究生生活留下了美好的回忆。衷心感谢城市轨道交通中心提供的实验室，那里严肃认真而有不乏人情味的学习氛围为我专心做论文提供了良好的空间。还要感谢城轨中心提供服务器

3、的资源，解决了我大量的工况计算问题，这是我如期完成论文的根本保证。另外也感谢父母家人，正是他们对我学习和经济上的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。●中文摘要摘要：近年来，我国城市轨道交通在许多城市都得到了的蓬勃发展，高架桥线路以其投资经济、施工周期短、运营成本低、良好的线路适应性等优点，逐渐在城市轨道交通建设中得到了越来越广泛的运用。我国是一个地震频发的国家，大中城市发生轻度地震的几率很高，当地震发生时，行驶在桥上的列车由于下部结构传来的地震激扰而造成列车脱轨的事故屡有发生，因此研究地震作用下桥上列车运

4、行的安全性显得尤为重要和具有实际的意义。本文在总结前人对地震作用下的车线桥耦合振动的基础上，利用通用有限元软件ABAQUS建立了车辆一轨道—桥梁耦合动力学三维模型，包括车辆模型、轨道模型、桥梁模型以及墩土相互作用模型。选取了分别代表四类场地土的地震波作为外部激励进行输入，力求准确模拟地震发生时的车线桥动力响应。总结以往对于车辆安全性和平稳性的评价，以及桥梁动力性能的评价，确定了地震作用下理论上仍可采用脱轨几何准则进行列车运行安全与否的评判，选取了车辆、轨道和桥梁的一系列评价指标，对地震作用下的车线桥动力响应进行

5、分析。对所选地震波进行规格化处理后，将地震波进行垂向+横向、垂向+横向+纵向的组合，得到车辆、轨道和桥梁的动力响应指标值并进行对比分析，给出车辆安全运行情况以及轨道和桥梁安全使用情况的评价。通过已建立的三维仿真模型，从行车速度、桥墩高度、轨道平顺度、地震波强度、轨道扣件和桥梁支座参数这五个影响因素，利用所选取的动力响应指标，对地震作用下的车辆一轨道一桥梁耦合动力系统作规律性的分析研究，提出了列车在地震作用下安全运行的建议。关键词：城市轨道；高架桥；地震；振动响应；安全分类号：U213．2■ABSTRACTABS

6、TRACT：Inrecentyears，urbanrailtransportationhavebeenboominginmanycities．Viaductrailwaywithitsinvestmenteconomy,convenientconstructionperiod，operationoflowcost，goodadaptabilityetc，aregettingmoreandmoreextensiveapplicationinurbanrailtransitconstruction．Earthqua

7、keoftenaccurinOurcountry,andtheengineeringstructureswasdestroyedbyearthquake．Whentheearthquakeoccurredtheaccidentoftrainderailmenthappenedwhichwascausedbyearthquakeexcitationpassedbythebridgestructure,sothestudyaboutvehicle-track-bridge'ssafetyisparticularly

8、importantandpracticallysignificant．Basedontheanalysisoftheearthquakeeffectonvehicle-·track--bridge'sdynamiccouplingvibration,thisthesisUSestheuniversalfiniteelementABAQUSsoftwaretobuildcouplingd