高架轨道桥梁在地震作用下的动力响应分析

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1、高架轨道桥梁在地震作用下的动力响应分析-->1绪论1.1选题背景及研究意义1.1.1研究背景地震是一种给人类的生命安全和财产带来严重损害的突发性自然灾害。我国地域辽阔，处在几大地壳活跃的板块之上，造成了我国大面积国土处于地震带上，中国地震局地质研宄所研宄员韩竹君说：“中国是世界上地震灾害最严重的国家”。在20世纪，中国领土上发生了800多次六级以上的地震，震级超过8级的地震不少于10次，其中在人口聚集的地方，强震来临时损失相当惨重，全球因地震死亡的总人数近120万，我国占一半左右，我国各省、自治区、直辖市均发生过5级以上破坏性地震，20

2、08年的四川汉川地震造成的直接受灾地区多达10万平方公里，这是中华人民共和国成立以来破坏性和波及范围均最大的一次地震，此次地震造成的直接经济损失高达8452亿元，道桥和其它城市基础设施的财产损失达到了总财产损失的21.9%。在太平洋板块、菲律宾海板块、印度板块与欧亚板块的相互作用下，以及欧亚板块深部地球动力作用的影响，使得中国41%的国土、50%的城市、70%百万以上人口的大、中城市位于七度或七度以上地震高烈度区，中国的抗震形势显得非常严峻。城市高架轨道桥梁是现代化大城市立体交通网络中关键的基础设施，城市高架轨道桥梁能够充分的利用城市空

3、间，在大中城市中得到越来越多的重视，如果高架轨道桥梁的抗震性能不佳，当地震突然来临时，可能会给正在飞速行驶的列车带来难以估量的灾难，鉴于此，在抗震设计和评估中不仅要做好轨道桥梁系统结构防倒塌工作，还要有效控制结构在不同水准地震作用下的性能，故为了保障地震中的行车安全，进行地震作用下的城市髙架轨道桥梁的力学特性分析具有十分重要的意义。为了优化轨道结构，找出抗震性能相对较佳的轨道结构，本人的主要工作是进行地震荷载作用下城市高架轨道桥梁的动力响应分析。我国现在正处于一个飞速发展的时期，城市化速度不断加速，城市住房占地面积越来越多，人口越来越密

4、集，车辆越来越堵塞交通，客运量的增加，陆地空间的不断狭小，促使交通网络向高密集度和空间发展城市高架轨道桥便是顺应了时代的发展潮流，这也是将来交通网络发展的主要内容之一，因此做好预防和抵抗地震的工作是十分急迫的。1.1.2高架轨道桥梁主要的震害简述全球每年都会发生地震，大大小小的地震给人们带来无法弥补的损失，震后灾区抢救与重建离不开交通线路，轨道桥梁系统作为最为重要的交通工具之一，在灾后重建中起着十分重要的作用，很多时候，由于交通网络的瘫痪，导致了救援工作更难进行，直接导致灾情的进一步加重，从近几十年来的地震中看出。1)日本阪神大地震(1

5、)1995年1月17日，日本关西地区发生了7.3级阪神大地震，该震是由神户到淡路岛的六甲断层地区的活动导致，是上下震动型强震。这次地震使得公路、铁路、港湾等都遭受到了严重的破坏，造成经济损失约1000亿美元。地震中，交通设施及生命线工程大量毁坏，并引起火灾，这是日本关东大地震以来损失最惨重的一次地震。图1.1和图1.2为阪神地震中的倒塌、变形的轨道桥梁。...............................1.2城市高架轨道桥梁的发展随着城市化进程的加速，高楼的幅起，车辆的增多，人口密度的增大，道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的

6、现象日益严重，解决城市交通问题成为城市规划中最为迫切的需要。城市轨道交通作为保持城市活力最主要的基础设施，它制约着城市经济的发展，其具有高速度、高密度等优点，且舒适、安全、实时[6],成为解决城市问题最有效的手段。城市高架轨道桥梁能够充分利用城市空间，节约陆上空间，使其得到越来越多的重视，中国的第一条城市高架桥梁是广州1986年为迎接全国六运会而建造的人民路高架桥，多年来，人民路高架桥为解决广州市交通、疏通南北向车流量发挥了极为重要的作用[7]，如今，大连、北京、武汉、重庆、天津、上海、深圳、长春、广州、南京等十个城市已经开通运营的线路

7、总长800km左右，且依据现在的发展速度，我国的城市轨道交通线路的规模将达到2000?2500km,目前以广州、深圳为双中心的珠江三角洲轨道交通网络即将形成、以北京为中心的城市轨道交通网络、以上海为中心的长江三角洲城市轨道交通网络己经初步形成[81,中国的城市交通己经进入了一个高速发展的时期。城市高架轨道桥梁占据了城轨交通相当大的比例，城市轨道桥梁已经成为城轨交通的一项重要组成部分表1.1所示为各城市轨道交通高架桥线路铺设长度，表中给出了城市轨道交通线路与高架线路长度的对比，可以清晰的看出城市轨道交通高架桥在中国己经越来越占据城市交通建

8、设的主导地位。此外，沈阳、杭州、西安、成都等城市也即将展开本地城市高架轨道桥梁的建设。21世纪初，中国的城市化水平达到45%，城市人口也达到4.2亿左右，各行各业与世界接轨，我国的运输服务业也因此面临巨大的