高速列車引起偏心結構平扭耦聯振動響應分析

盧華喜，周葉威，李 軍，梁平英

(華東交通大學土木建筑學院，江西 南昌330013)

0 前言

近年來，我國高速鐵路交通事業發展迅速，列車運行時速已超過300 km，隨之而來的是列車運行引起的環境振動問題。列車運行產生的振動對鐵路沿線建筑物中的人群、精密儀器以及建筑物本身都可能造成不同程度的影響。對于軌道交通引起的環境振動問題，國內外已做過大量的研究［1～5］。

長期以來，列車運行引起的環境振動問題主要集中在豎向振動的研究上，對于水平振動的研究往往不夠重視，尤其是列車運行引起的振動對不規則建筑物影響的研究尚不多見。本文主要通過運用有限元分析軟件ANSYS建立軌道-地基-基礎-偏心結構三維數值分析模型，研究在不同結構平扭比情況下，不同列車運行速度情況下，單層偏心結構的平扭耦聯振動響應特性。

1 軌道-地基-基礎-偏心結構模型

利用有限元分析軟件ANSYS建立軌道-地基-基礎-偏心結構三維模型，并對高速列車引起的地基-基礎-偏心結構相互作用體系平扭耦聯振動響應特性進行全過程模擬分析。

1.1 模型單元選取和材料參數確定

模型中，梁、柱、鋼軌選用BEAM188單元模擬，樓板、筏板基礎選用SHELL63單元模擬，軌道板、CA砂漿層、基床、地基選用SOLID45單元，鋼軌與軌道板之間的扣件和軌下膠墊為彈簧阻尼單元，選用COMBIN14單元模擬。

模型中所需材料計算參數見表1。

表1 材料參數

1.2 模型的建立過程

模型由3個部分組成:軌道、地基、基礎及上部偏心結構。先建立軌道-地基模型，后建立地基-基礎-偏心結構模型，最后將2個模型合并成一個整體，三維模型如圖1所示。……