地鐵列車振動引起的城市大跨度立交橋的微振分析.pdf

1、地鐵列車的長期振動，對周圍環(huán)境會產(chǎn)生一定的影響，比如會引起地面居民建筑的振動超標(biāo)，并影響到居民的正常生活。對于高層建筑的影響也十分顯著。城市地鐵穿越城市大跨度立交橋的工程事例越來越多，因此，地鐵列車的長期振動對于橋梁的影響是地鐵建設(shè)中一個不可忽略的問題。 本文是在前人的成果基礎(chǔ)之上，通過查閱大量文獻(xiàn)了解了地鐵列車振動特性、振動荷載的性質(zhì)、振動荷載的確定方法、振動在土層中的傳播特性以及振動的衰減規(guī)律、地面橋梁的種類、材料特性以及橋

2、梁結(jié)構(gòu)對于振動荷載的響應(yīng)規(guī)律等，通過對資料的分析，結(jié)合實測地鐵振動荷載的數(shù)據(jù)，利用有限元軟件ANSYS動力部分，建立一個簡單的地基－隧道－上部橋梁一體的二維演示模型，對模型在動力荷載作用下進(jìn)行瞬態(tài)分析，用數(shù)值分析的方法模擬地基土層以及地面上橋梁在不同的工況下的動力響應(yīng)規(guī)律。由于高頻振動已經(jīng)通過土體衰減了，地面上主要以低頻振動為主，所以本文對于上部橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)的模擬對于研究周圍環(huán)境激勵，比如地鐵振動等對上部橋梁結(jié)構(gòu)的共振效應(yīng)，有一定

3、的參考價值。主要得出的結(jié)論如下： 1．隧道正上方豎直方向振動最強(qiáng)，隨離隧道中心距離的增大振動很快衰減至較小的水平并趨于穩(wěn)定，水平方向振動在隧道中心最小。從振源到地面，振動逐漸減弱，但地面上質(zhì)點的振動反比其下方質(zhì)點振動強(qiáng)。 2．對于地鐵列車在不同地層中引起的振動，土層的性質(zhì)及種類對于地鐵列車振動的影響比較大。針對不同的地層條件和不同的荷載大小，地鐵列車的振動對土體的動力響應(yīng)的影響比對于上部立交橋的影響明顯。 3．橋

4、梁尺寸對于橋梁的振動響應(yīng)影響作用很大，隨著橋高和橋跨的增大，橋梁上各質(zhì)點的位移、速度以及加速度的響應(yīng)隨之增大。增大橋梁的材料剛度，會減小地面上橋梁結(jié)構(gòu)的位移、速度、加速度響應(yīng)，并且隨時間振動響應(yīng)的衰減速度會加快。 4．列車振動引起的地面上的橋梁的振動響應(yīng)表現(xiàn)為豎向的響應(yīng)總是比水平方向的更明顯，這是由于振動通過土體傳播到地面上后，X方向上振動衰減的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Y方向。 5．雙線結(jié)構(gòu)的隧道振動對于地面橋梁的振動響應(yīng)的影響作