本文關鍵詞：山嶺隧道橋隧結合結構力學特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高速鐵路網深入到西部多山地區(qū),橋隧跨越高陡邊坡V形山谷,必須考慮落石對行車安全的影響。橋梁與隧道結合方式分為橋隧分修與橋隧合修,橋隧分修時棚洞可以與橋臺共同修建在承臺上；橋隧合修時棚洞可以架設在橋梁上,目前為了減少棚洞對橋梁的影響,一般使用棚洞獨立基礎但使得棚洞成為大跨異形結構,因此研究橋梁與棚洞的結合方式十分必要。另外,棚洞與橋臺或橋梁結合時由于不再是獨立基礎,列車荷載對棚洞的影響也不可忽略。本文分析了列車動荷載對棚洞-橋臺結構及棚洞-箱梁的動力響應,主要研究工作和成果如下：(1)以列車簡化垂向模型為基礎,用頻域法模擬列車垂向荷載,推導出二系懸掛系統(tǒng)列車荷載時域和頻域間的傳遞函數(shù),引入垂向不平順軌道譜,得到弱平穩(wěn)的列車荷載。在不改變不平順軌道譜的條件下用幅值調制公式對弱平穩(wěn)高斯荷載調制,使得列車荷載具有超高斯形式的同時軌道不平順仍然符合軌道譜。(2)建立二維棚洞-橋臺有限元模型,以位移、第一、第三主應力為分析對象對列車通過棚洞-橋臺結構各個部位的動力響應進行分析。并比較了不同車速、不同棚洞類型以及不同橋臺基礎幾種工況下列車動荷載對棚洞-橋臺結構的影響。(3)針對棚洞-箱梁結構,建立了完整的三維軌道-箱梁-棚洞模型。分析了棚洞與箱梁不同結合方式對鋼拱架位移、彎矩、軸力以及橋梁應力、繞跨比、扭轉角的影響,然后分析兩輛列車同時對開經過箱梁-棚洞結構時棚洞的動力響應,并驗算了棚洞的強度和穩(wěn)定性以及箱梁跨中的撓度和加速度。
【關鍵詞】：超高斯列車荷載 棚洞-橋臺結構 樁基礎 棚洞-箱梁結構 動力響應
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U451;U441
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 選題意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 列車振動荷載13-14
• 1.2.2 棚洞14-15
• 1.3 研究內容15-17
• 第2章 動力學分析理論與方法17-21
• 2.1 結構動力學理論17
• 2.2 結構體系運動方程17-18
• 2.3 運動方程的求解18-19
• 2.4 阻尼19-20
• 2.5 本章小節(jié)20-21
• 第3章 列車荷載的模擬21-34
• 3.1 軌道不平順的描述21-22
• 3.2 列車荷載模擬的方法22-25
• 3.2.1 激振力法22-23
• 3.2.2 實測加速度法23-24
• 3.2.3 三角級數(shù)法和頻域法24-25
• 3.2.4 有限元及多體動力學法25
• 3.3 列車垂向荷載的模擬25-33
• 3.4 本章小結33-34
• 第4章 列車荷載作用下棚洞-橋臺段動力響應34-61
• 4.1 模型簡介及計算中的假定34
• 4.2 巖土-棚洞二維有限元模型的建立34-36
• 4.2.1 計算模型的建立及其單元劃分34-35
• 4.2.2 材料參數(shù)選取35-36
• 4.3 模態(tài)分析確定時間步長和阻尼系數(shù)36-42
• 4.3.1 結構模態(tài)分析概述36-37
• 4.3.2 時間步長的確定37-41
• 4.3.3 阻尼系數(shù)的確定41
• 4.3.4 邊界條件的確定41-42
• 4.4 框架形棚洞-橋臺段模擬計算42-59
• 4.4.1 棚洞-橋臺段靜力分析43-46
• 4.4.2 棚洞-橋臺結構動力分析46-50
• 4.4.3 不同車速列車荷載作用下對棚洞的影響50-53
• 4.4.4 拱型棚洞-橋臺在列車荷載作用下的動力特性53-56
• 4.4.5 拱形棚洞-橋臺擴大基礎列車荷載作用下的動力特性56-59
• 4.5 本章小結59-61
• 第5章 列車荷載作用下棚洞-箱梁結構動力響應61-93
• 5.1 模型簡介及計算中的假定61
• 5.2 棚洞-箱梁三維有限元模型的建立61-67
• 5.2.1 棚洞有限元模型61-62
• 5.2.2 箱梁有限元模型62-64
• 5.2.3 軌道有限元模型64-66
• 5.2.4 邊界條件的確定66-67
• 5.3 棚洞-箱梁結構靜力分析67-74
• 5.4 列車垂向振動對棚洞-箱梁結構的影響74-91
• 5.4.1 時間步長和阻尼系數(shù)的確定74-75
• 5.4.2 棚洞動力響應75-87
• 5.4.3 棚洞驗算87-90
• 5.4.4 箱梁動力響應90-91
• 5.5 本章小結91-93
• 結論及展望93-95
• 主要結論93-94
• 展望94-95
• 致謝95-96
• 參考文獻96-101
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參加科研情況101

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