【博士】高架桥桥墩基础隔振单元的设计与分析【2010】

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内容简介

　　学科专业：结构工程　　授予学位：博士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度： 2010年　　轨道交通以其运量大、高速便捷、空气污染指数小等优点已成为解决城市交通拥挤的有效措施。与此同时列车运行引起的振动对周边环境，建筑物安全和精密仪器的正常使用造成了越来越严重的影响，该问题受到各国学者的普遍重视，纷纷寻求各种有效的减振隔振措施。虽然国内外学者对交通系统所引起环境振动的减振和隔振都做了一些研究，但是对高架轨道交通系统的隔振减振所做的研究工作还不够。本文的研究对象是高架桥墩基础隔振单元，立足于桩土耦合动力理论与波在土体传播规律，采用解析法和有限元法对隔振单元的减振效果进行了研究，为此，本文开展了如下研究工作：　　1)基于主动隔振原理，对课题组提出的新型隔振单元(专利号：ZL201020147603．1)进行了分析。首先从三维轴对称模型出发，采用柱坐标系将桩周土与隔振单元沿径向分为多层来考虑。忽略土体径向位移，建立桩土动力平衡方程，得到桩顶中心作用竖向集中简谐荷载下，径向各层位移应力表达式。　　利用层间连续条件与桩土边界条件确定表达式的未知系数，进而得到频域响应解析解。在此基础上定性的分析了隔振单元材料与几何参数对隔振效果的影响。　　2)利用有限元软件ANSYS通过建立桥墩-基础-土体模型，定量的计算并分析了隔振单元的深度、厚度与材料属性对高架轨道系统减振效果的影响，从而为隔振单元的设计提供相应参考。　　3)本文采用解析法与有限元法对高架桥墩基础隔振单元进行了分析与设计，两种研究方法所得的结论基本吻合，即采用混凝土+橡胶块+混凝土的分层隔振单元系统，可以在各个频段都有较好的减振效果。　　

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