铁路跨线钢箱梁人行天桥舒适度评价与振动控制研究

摘要

随着我国“十二五”规划的实施,国家铁路网建设进入一个新的快速发展的历史时期。在这期间铁路的新建及既有铁路的提速和电气化改造,使得跨越铁路线的桥梁建设也日益增多。随着钢结构应用领域的拓展,简支钢箱梁桥已成为跨线天桥最常用的结构型式,其振动舒适性问题是铁路站房设计中的一个难点,能否满足规范中对振动舒适性的要求,成为天桥设计过程中的关键所在。本文结合实际工程,应用有限元软件SAP2000,对人行天桥进行了静力分析、模态分析、动力响应分析、舒适度评价、振动控制等方面的研究,研究内容和结论主要有:
　　1.利用软件SAP2000建立了锡铁山站跨线旅客天桥的整体模型,对其进行静力分析和模态分析,得到该桥的内力、挠度、应力比、自振频率等参数,均满足规范要求。
　　2.对天桥进行了动力响应分析,得到该桥的加速度、速度、位移等动力响应值的时程曲线,行人步频越接近桥的自振频率,动力响应值的峰值越大。
　　3.结合烦恼率与加速度的关系曲线,对梁高为1650mm和1250mm的两种天桥作了竖向、侧向和横向的舒适度评价,竖向烦恼率远大于侧向和纵向,两种梁高的竖向烦恼率分别为61.16％和63.62%。
　　4.比较了“增大梁高”和“增设调谐质量阻尼器”两种振动控制措施,发现后者的减振效果更显著,竖向加速度峰值仅为前者的36.5%,竖向烦恼率较前者下降了55.39个百分点。
　　在论文研究的基础上,建议跨度30m以上的人行天桥应进行动力验算,跨度50m以上的还应考虑减振措施;提出基于等效竖向加速度的舒适度评价指标和基于烦恼率的评价标准;比较了两种常用的振动控制措施,以增设阻尼器的减振效果为优。本文为人行天桥的舒适度评价和振动控制设计提供了参考,具有一定的工程实用价值。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究内容

第二章 人行天桥的有限元静力分析

2.1工程概况

2.2结构选型

2.3锡铁山站旅客跨线天桥的初步设计

2.4锡铁山站旅客跨线天桥的有限元静力分析

2.5本章小结

第三章 人行天桥的有限元模态分析

3.1引言

3.2模态分析理论

3.3有限元模态过程和结果

3.4结构自振频率等动力参数的影响因素

3.5本章小结

第四章 人行天桥在行人脚步动荷载下的动力响应分析

4.1引言

4.2单人脚步荷载的数学模型

4.3多人脚步荷载的数学模型

4.4锡铁山站旅客跨线天桥在行人脚步动荷载下的动力响应

4.5本章小结

第五章 人行天桥的舒适度评价和振动控制

5.1国内外有关人行天桥舒适度评价的规范

5.2本文建议的人行天桥舒适度评价标准

5.3人行天桥的振动控制

5.4锡铁山站旅客跨线天桥的振动控制

5.5本章小结

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士研究生期间研究成果及获奖情况

致谢