【博士】高架橋橋墩基礎隔振單元的設計與分析【2010】

內容簡介

　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度： 2010年　　軌道交通以其運量大、高速便捷、空氣污染指數小等優(yōu)點已成為解決城市交通擁擠的有效措施。與此同時列車運行引起的振動對周邊環(huán)境，建筑物安全和精密儀器的正常使用造成了越來越嚴重的影響，該問題受到各國學者的普遍重視，紛紛尋求各種有效的減振隔振措施。雖然國內外學者對交通系統(tǒng)所引起環(huán)境振動的減振和隔振都做了一些研究，但是對高架軌道交通系統(tǒng)的隔振減振所做的研究工作還不夠。本文的研究對象是高架橋墩基礎隔振單元，立足于樁土耦合動力理論與波在土體傳播規(guī)律，采用解析法和有限元法對隔振單元的減振效果進行了研究，為此，本文開展了如下研究工作：　　1)基于主動隔振原理，對課題組提出的新型隔振單元(專利號：ZL201020147603．1)進行了分析。首先從三維軸對稱模型出發(fā)，采用柱坐標系將樁周土與隔振單元沿徑向分為多層來考慮。忽略土體徑向位移，建立樁土動力平衡方程，得到樁頂中心作用豎向集中簡諧荷載下，徑向各層位移應力表達式。　　利用層間連續(xù)條件與樁土邊界條件確定表達式的未知系數，進而得到頻域響應解析解。在此基礎上定性的分析了隔振單元材料與幾何參數對隔振效果的影響?！　?)利用有限元軟件ANSYS通過建立橋墩-基礎-土體模型，定量的計算并分析了隔振單元的深度、厚度與材料屬性對高架軌道系統(tǒng)減振效果的影響，從而為隔振單元的設計提供相應參考?！　?)本文采用解析法與有限元法對高架橋墩基礎隔振單元進行了分析與設計，兩種研究方法所得的結論基本吻合，即采用混凝土+橡膠塊+混凝土的分層隔振單元系統(tǒng)，可以在各個頻段都有較好的減振效果?！　?

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