【博士】高架橋橋墩基礎(chǔ)隔振單元的設(shè)計(jì)與分析【2010】

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　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　軌道交通以其運(yùn)量大、高速便捷、空氣污染指數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)已成為解決城市交通擁擠的有效措施。與此同時(shí)列車運(yùn)行引起的振動(dòng)對(duì)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(lái)越嚴(yán)重的影響，該問(wèn)題受到各國(guó)學(xué)者的普遍重視，紛紛尋求各種有效的減振隔振措施。雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交通系統(tǒng)所引起環(huán)境振動(dòng)的減振和隔振都做了一些研究，但是對(duì)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(duì)象是高架橋墩基礎(chǔ)隔振單元，立足于樁土耦合動(dòng)力理論與波在土體傳播規(guī)律，采用解析法和有限元法對(duì)隔振單元的減振效果進(jìn)行了研究，為此，本文開(kāi)展了如下研究工作：　　1)基于主動(dòng)隔振原理，對(duì)課題組提出的新型隔振單元(專利號(hào)：ZL201020147603．1)進(jìn)行了分析。首先從三維軸對(duì)稱模型出發(fā)，采用柱坐標(biāo)系將樁周土與隔振單元沿徑向分為多層來(lái)考慮。忽略土體徑向位移，建立樁土動(dòng)力平衡方程，得到樁頂中心作用豎向集中簡(jiǎn)諧荷載下，徑向各層位移應(yīng)力表達(dá)式?！　±脤娱g連續(xù)條件與樁土邊界條件確定表達(dá)式的未知系數(shù)，進(jìn)而得到頻域響應(yīng)解析解。在此基礎(chǔ)上定性的分析了隔振單元材料與幾何參數(shù)對(duì)隔振效果的影響?！　?)利用有限元軟件ANSYS通過(guò)建立橋墩-基礎(chǔ)-土體模型，定量的計(jì)算并分析了隔振單元的深度、厚度與材料屬性對(duì)高架軌道系統(tǒng)減振效果的影響，從而為隔振單元的設(shè)計(jì)提供相應(yīng)參考?！　?)本文采用解析法與有限元法對(duì)高架橋墩基礎(chǔ)隔振單元進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，兩種研究方法所得的結(jié)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(gè)頻段都有較好的減振效果?！　?

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