脱轨列车撞击站房结构的非线性响应及连续倒塌研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinlinjie8
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国高速铁路建设在最近几年内取得了快速发展。为与之配套,在中心城市新建了很多的大型铁路站房结构。但是,对于大型铁路站房结构而言,由于列车轨道横穿建筑内部,轨道与结构构件的横向距离很近,一旦发生列车脱轨事故,不仅会造成大量的人员伤亡及铁路运营瘫痪,更有可能引起大型铁路站房结构的连续倒塌。然而,现阶段国内外对于列车脱轨问题研究的重点放在如何防止和监测列车脱轨,对于脱轨后列车的运行姿态以及脱轨列车撞击站房结构的相关研究很少。因此,本文主要围绕脱轨列车撞击站房结构安全性分析展开,对列车脱轨后运行姿态、站房柱的抗冲击性能、大型铁路站房结构抗连续倒塌性能和脱轨列车正面撞击站房结构破坏机理等几个方面进行了研究和分析。具体工作如下:  (1)根据相关资料,分析可能的脱轨原因。建立列车轮对、列车车体、轨道和地面的精细化非线性有限元模型,对列车脱轨后运行姿态进行了模拟,分析了关键影响因素,并重点讨论了脱轨列车在不同的列车与地面间摩擦系数下的运行轨迹。基于分析结果,结合欧洲规范EN1991-1-7的规定,建议了铁路两侧可能受到脱轨列车撞击的建筑物距离和撞击速度。  (2)对30根不同类型的站房结构柱进行了抗冲击试验研究,试验结果表明外包钢管加固RC柱可显著提高RC柱的抗冲击性能。对于新型截面复合柱而言,实心夹层钢管混凝土柱的抗冲击性能最好,中空夹层钢管混凝土柱抗冲击性能略差,双插H型钢钢管混凝土柱抗冲击性能最差。但这三种截面形式的复合柱抗冲击性能都强于 RC柱,而且在有限的截面尺寸范围内,相同壁厚的新型复合柱要比纯钢管混凝土柱的抗冲击性能强。  (3)基于抗冲击试验结果,采用三种通用非线性有限元软件 MSC.Marc、ABAQUS和Ansys/LS-DYNA对撞击试验进行了模拟,对比了有限元模拟的计算结果,对不同类型柱子建议了最为合适的分析软件。  (4)针对典型大型铁路客站结构,应用非线性动力拆除构件法对其进行抗连续倒塌性能分析,结果发现轨道旁角部区域的三根站房柱发生破坏后,站房结构会发生连续倒塌,其倒塌模式为竖向连续倒塌。  (5)脱轨列车以100km/h正面撞击典型铁路站房结构将造成轨道旁三根站房柱发生破坏,导致整体结构发生连续倒塌,这与拆除构件法拆除轨道旁三根站房后导致站房结构连续倒塌结论一致。可通过设计新型钢管混凝土复合柱、安装耗能防撞站房柱和站房柱前放置钢管混凝土小短柱来进行防护等。
其他文献
玻璃幕墙是当代的一种新型建筑外墙形式。自20世纪50年代兴起,玻璃幕墙经历了半个世纪的发展,现已成为现代化大都市的重要标志和现代主义建筑的一个显著特征。近年来,随着玻
废旧橡胶和废弃混凝土的堆放,造成污染环境,另外城市建设对骨料的需求不断增加,使生态环境受到一定的破坏,因此废弃混凝土和废旧橡胶的再利用已引起我国政府高度重视。在国家自然
钢—混凝土组合结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构,它兼有钢结构和钢筋混凝土结构的优点,具有显著的技术经济效益和社会效益。但是钢—混凝土组合
网壳结构能以较小的截面积覆盖较大的空间,其结构形式新颖、活泼,具有形体美,极富艺术表现力,因而得到空前的发展。然而随着网壳结构的跨度越来越大,厚度越来越薄,材质越来越
混凝土是当今应用最为广泛的建筑材料之一,但在使用过程中,受到自然环境的侵蚀、人为因素的影响等原因,其承载力会不断降低,相应耐久性和安全性也不断下降,甚至出现突然断裂等重大安全事故。因此,对建筑物进行安全检测及监测就成为日益重要的关及国家可持续发展的重要课题。碳纤维混凝土是在普通混凝土中加入短切碳纤维后制成的一种智能复合材料,除了具有良好的力学性能外,还具有自监测能力,而且与常规的检测仪器相比成本较
学位
筒仓作为贮存散状物料的设备,具有结构简单、使用方便、保护环境和减少占地等优点,伴随着社会经济的发展和科学技术的进步,筒仓的应用从粮食、建材、冶金和煤炭到电力行业,并
单摆是最古老的科学模型之一,伽利略最早利用心率对单摆周期进行过研究。此后在很长时间内摆都是世界范围内科学研究的重要问题之一,直到现在广义摆仍是世界性的热点研究问题。本文针对浮式起重机吊钩摆振控制问题,将研究对象简化为空间运动的锥摆模型,利用基于被动控制调谐吸振减振原理设计而成的对回转运动控制有效的调谐转动惯量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper, TRID)作为吊钩摆振运
目前,我国的城市在扩建和改建的速度明显加快。在这个过程中对资源消耗巨大,给环境所造成了很大的压力。到2014年末,我国已成为世界第一大经济体。中国在对建筑材料的消耗占
地基土层通常由于环境、地理和气候等条件的作用,致使土的物理力学性质等方面沿土层各向有着不同程度的差别,因而具有非均匀性。经典的土力学理论包括的力学理论都是按均质土处