车辆行驶速度对连续刚构桥动力特性影响分析

文以某连续刚构桥为工程背景,在不同类型车辆以不同车速通过桥面时,对结构进行动力特性分析。利用有限元软件Midas/Civil 2015建立结构动力分析模型,并进行模态分析得到该桥固有频率和振型,通过时程分析,得出该桥在移动荷载作用下跨中位置的动力响应,包括位移、速度和加速度。根据结构的动力响应和对比车辆行驶速度对结构动力响应的影响得到如下结论:当车辆速度相同时,随着移动荷载轴重的增加,位移和加速度响应也相应增大。三种不同轴重车型以不同速度在桥面上行驶时位移、速度及加速度响应均出现了两个波峰,并非是车辆速度越大,动力响应就越大,这为该类桥梁设计和动力性能研究提供参考。     

列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体动力响应特性研究

为了研究列车振动荷载作用下公轨合建隧道及周围土体的动力响应特性,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,基于时频分析研究隧道管片和内部结构的动力响应特性以及振动波在地层中的衰减特性。研究结果表明：列车荷载作用下全频域范围内,隧道管片结构动力响应随着频率的增大而增大,而内部结构上部车道动力响应表现为随频率的增大先增大(0～140 Hz)后减小(140～200 Hz)。就不同位置动力响应衰减幅度而言,上部车道最大,其响应平均衰减幅度为20.05dB,相应地时域上峰值加速度的衰减幅度为72.6%。此外,考虑列车振动荷载的移动效应会使隧道结构的动力响应增大,移动荷载作用下道床处峰值加速度增加了约105%,内部结构侧壁处增大了41.9%,侧壁与上部车道连接处增大了47.3%,上部车道中心处增大了22.3%。单次列车振动荷载作用过程中隧道结构的最大位移发生于拱底,其峰值为3.85 mm。     

管内水流和地铁振动耦合作用下埋地供水管道的振动响应分析

为研究埋地供水管道在管内水流和地铁振动耦合作用下的振动响应规律,采用ABAQUS建立管道-管内水流和轨道-衬砌-土体-管道整体模型,使用间接耦合的方法实现两种作用耦合,模拟供水管道在距隧道中心线不同距离、不同车速、不同埋深、不同管径条件下的速度峰值和加速度峰值,得出变化规律。分析结果表明:距离隧道中心线距离越大,速度峰值越小,加速度峰值越小;车速越大,速度峰值越大,加速度峰值越大,且存在卓越车速使振动响应达到最大值;当管道与隧道正交且处于上方时,埋深越大,速度峰值越小,加速度峰值越小;管径越大,速度峰值越大,加速度峰值越大。     

盾构隧道与横通道交叉结构的列车振动响应特性分析

针对目前国内铁路盾构隧道工程存在的横通道交叉结构问题,采用拟合的列车振动荷载公式,通过在轨道上施加轮轴对对应的振动力时程曲线模拟列车的行驶效应以研究交叉结构的动力特性。分析了不同列车速度、不同围岩级别下交叉口第一主应力和加速度时程范围内的包络线,研究了主隧道和联络横通道纵向不同位置的加速度时程响应。通过研究,获得了交叉口第一主应力和加速度最大值分布位置以及其相对列车行驶速度和围岩级别的变化趋势,并针对特定工程,获得了毗邻平行隧道动力响应相对列车行驶隧道的衰减比例,并将列车高速行驶效应分为接近段、通过段和驶离段等。研究结论对高速铁路水下盾构隧道的建设具有一定的参考价值。     

地铁车辆段试车线诱发上盖住宅振动的实测研究

为了研究地铁车辆段试车线列车运行诱发上盖住宅的竖向和横向振动特点及传播规律,针对国内某地铁车辆段试车线上盖住宅进行了现场实测,获得了列车以不同车速运行时上盖住宅各层的竖向和横向振动实测数据,并分析了楼板振动在时域和频域内的振动特点及衰减规律,探讨了不同车速对上盖住宅楼板振动的影响规律.结果 表明:当地铁车辆段试车线列车正常运行时,上盖住宅竖向振动明显大于横向振动,在上盖住宅5层出现最大振动响应,其竖向和横向分频振动加速度级峰值分别为75.71dB和56.04dB,对应频率均为40Hz;车致振动沿上盖住宅向上传播时,各楼层的竖向和横向振动随层高增大呈放大趋势,但在靠近顶层位置出现振动衰减,且竖向振动在低层的放大效应更明显;列车速度对上盖住宅的振动响应有较大影响,振动响应总体随列车速度增大呈放大趋势,但并非车速越大振动响应越大,建筑物各层楼板振动响应取决于不同车速下振动波的振源荷载特性和建筑物楼板本身的动力特性.     

高速铁路路基动力响应研究

针对京沪高速铁路上一处典型路基,利用Fortran语言编制车辆-轨道-路基动力大耦合计算程序,考虑轨道的不平顺性,对高速铁路路基的动力学特性进行了研究,得出以下结论:加速度、动应力以及位移随深度的增加而呈非线性减小,前两者最后趋于稳定;总体来讲,路基内的动应力值随列车速度的增大而增大。然而,路基本体内部不同埋深处的峰值加速度和峰值动应力、基床表层处的水平和竖向位移随着列车行驶速度的增加呈现多峰值现象。列车的轴重对基床表层处的竖向位移和路基本体内的动应力具有显著影响,但是对前者的影响要明显强于后者,在后续重载铁路设计中需要重点考虑。     

双轴胶轮轻轨交通列车加速度动力响应

本文基于双轴胶轮轻轨车辆的结构及走行特点,设定了车桥时变系统空间振动矩阵方程计算初始条件,对双轴胶轮轻轨交通列车竖向、横向加速度动力响应进行了分析。结果显示,车体的竖向加速度和横向加速度都随车速的增大而增大,竖向加速度的最大值在70km/h速度处发生,横向加速度的最大值在80km/h速度处发生,均小于规范所规定的轨道客车车体加速度最大限值,评定等级为优秀。列车加速度动力响应分析结果为国内以后的胶轮轻轨交通建设提供了理论参考。     

重载铁路隧道衬砌结构动力响应分析

在过去几十年里,重载铁路在世界各国获得高速发展。国内外重载运输实践表明,轴重的增大与运量的提高对铁路隧道结构提出了新的要求。文章以某既有重载铁路隧道为背景,分析重载铁路隧道激振荷载,得到激振力函数表达式,求得速度为100 km/h时30 t轴重列车荷载轮轨激振力时程曲线,基于FLAC3D建立了单线隧道三维地层-结构动力计算模型,分析了不同行车速度下隧道结构的动力响应,并同时考虑了不同围岩级别对于衬砌结构的影响。     

基底脱空条件下仰拱振动特性及寿命预测分析

针对重载铁路基底不同脱空情况下隧道结构的振动特性和疲劳寿命预测问题,建立双线30T轴重列车荷载 隧道 围岩的三维模型。通过二次开发将拟合的列车振动荷载直接作用在轨道上模拟列车的行驶过程,实现了运行过程中重载列车对基底结构的振动响应特性分析。得到了30T轴重列车通过基底不同脱空条件隧道时,仰拱结构竖向位移、加速度和最大拉、压应力变化规律。进而结合混凝土寿命预测理论,计算出基底不同脱空条件下仰拱结构疲劳寿命预测值。并依据预测寿命将仰拱可靠度分为安全、警戒、危险和非常危险四个等级。研究结论对重载铁路基底脱空病害的评价与治理和仰拱结构的寿命预测分析具有一定的参考价值。     

隧道洞口含软弱夹层仰坡振动台试验研究

为研究地震作用下含软弱夹层隧道洞口仰坡的动力响应特性,针对含软弱夹层隧道洞口仰坡开展大型振动台试验研究,通过分析水平和竖向激振作用下洞口段仰坡和衬砌模型动力响应和破坏特征,得到以下结论:水平向激振作用下,仰坡沿坡面向上存在明显加速度放大效应,软弱夹层对竖向加速度激振时仰坡动力响应有显著影响;越接近临坡面,衬砌结构加速度响应和越大,并且洞口段隧道衬砌拱顶加速度峰值最大,仰拱最小,衬砌结构受力状态复杂;竖向加速度激振时,软弱夹层上覆模型土出现松动,坡脚土体出现挤压、掉块,仰坡整体上保持稳定;在水平向激振作用下,而含软弱夹层仰坡则在坡脚土体先被挤压破碎,然后坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝,上覆土体沿软弱夹层滑动,最后土体大规模崩塌、滑落。竖向和水平激振力作用下,衬砌45°方向应变幅值最大,衬砌洞口段设防长度为25 m。该研究成果可以为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。