盾构隧道下穿路桥过渡段条件下轨道变形及动力响应研究

摘要

随着城市轨道交通的大规模建设，必然会导致各条线路的交叉以及节点车站和区间隧道的穿越问题。路桥过渡段作为线路的薄弱环节，其结构的变形必将影响整个线路的运营及安全。本文则以盾构隧道下穿级配碎石过渡段为例，通过使用ABAQUS有限元分析软件，建立盾构隧道下穿路桥过渡段整体模型和车辆一轨道垂向耦合动力学模型，分析研究了隧道开挖对轨道几何形位以及轨道动力特性的影响，主要研究成果有以下几个方面：
　　 (1)通过对开挖过程进行模拟，得出隧道开挖过程中轨道结构变形的基本规律，并对施工中如何减小轨道结构变形提出合理的建议。
　　 (2)在上一成果的基础上，通过建立车辆-轨道垂向统一模型，并对比线路平顺条件下、开挖后出桥和进桥这三种情况，得出了隧道开挖过程中过渡段轨道动力特性及车辆走行性能的变化规律。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 选题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 盾构隧道开挖对周围环境及结构物的影响的研究现状

1.2.2 路桥过渡段的动力分析研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 盾构施工简介及其对土体的影响机理

2.1 土压平衡盾构机结构及施工原理

2.2 盾构施工对土体的影响机理

3 隧道下穿路桥过渡段盾构施工对轨道结构的影响分析

3.1 引言

3.2 模型的建立及参数的选取

3.3 盾构施工过程的模拟

3.3.1 初始应力平衡

3.3.2 盾构推力的模拟

3.3.3 盾构施工过程的模拟

3.3.4 计算假定

3.4 隧道下穿路桥过渡段对轨道结构的影响规律

3.4.1 对轨道高低的影响

3.4.2 对轨道水平的影响

3.4.3 各工况轨道竖向位移对比

3.5 本章小结

4 盾构隧道施工对线路路桥过渡段动力特性的影响分析

4.1 引言

4.2 轨道动力学简介

4.2.1 车辆-轨道耦合系统建模的一般原则

4.2.2 轨道过渡段动力学模型

4.2.3 轮轨垂向耦合关系

4.2.4 车辆-轨道耦合系统动力学方程

4.3 过渡段动力学分析模型的建立及计算参数的选取

4.4 隧道下穿对车辆走行性能及轨道动力响应的影响分析

4.4.1 对车体垂向加速度的影响

4.4.2 对钢轨垂向加速度的影响

4.4.3 对钢轨垂向位移的影响

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简历

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