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地震作用下桥上无砟轨道的力学特性

王冠通  
【摘要】:高速铁路为满足线路平顺性和稳定性的要求,可能建造连续几公里甚至几十公里的高架桥,使得地震发生时列车在桥上的几率很大。因此,地震作用下桥上无砟轨道的动力响应是一项重要非常必要的研究课题。 本文首先回顾了国内外无砟轨道的发展、无砟轨道力学、高速铁路车桥系统动力相互作用问题及桥梁抗震研究的历史和现状,然后,以目前国内应用效果良好的板式无砟轨道为研究对象,对地震作用下桥上无砟轨道结构受力进行研究。开展的研究工作主要包括以下几个方面: 运用ANSYS软件建立桥上板式无砟轨道三维实体有限元模型,用两种计算方法—瞬态分析和谱分析来分析此模型。在瞬态分析中选取了两种地震波—天津宁河波和Taft波,在谱分析时选取了施加横向和纵向加速度谱来做比较分析。研究结果表明,在地震动作用下,两种无砟轨道在总的位移变形方面依附桥梁的变形,在梁体横断面轨道垂向变形明显;地震作用下两种轨道形式的内力分布相差很大,采用单元板的CRTSⅠ型板式无砟轨道内力比采用纵连板的CRTSⅡ板式无砟轨道内力小:无砟轨道的铺设形式对桥梁的垂向变形也有一定的限制作用。 本文初步探讨了桥上CRTSⅠ和CRTSⅡ板式无砟轨道在地震动作用下的受力特性,研究结果对桥上无砟轨道的设计和研究具有参考意义。


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