“橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度研究

《“橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度研究》是依託武漢理工大學，由謝偉平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：“橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：謝偉平
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

近年來，我國掀起了高速鐵路建設高潮，與之配套的第三代橋建合一大跨度鐵路客站建設也得到蓬勃發展，而其動力特性問題也日益受到重視。.本課題擬研究此類結構在高速列車和人群荷載作用下的振動舒適度問題。與風荷載和地震作用下的結構動力分析不同，在高速列車和移動人群荷載作用下，結構處於線彈性狀態，因而其動力特性的影響因素更多，計算模型需更加精細。.擬採取理論分析、數值模擬與試驗研究相結合的方法：通過理論分析與數值模擬建立橋建合一結構體系的精細化模型；通過實測數據與數值模擬結果的對比，對差異性進行理論分析，修正計算模型；研究大跨樓板上人群的合理模擬及對結構動力特性的影響；提出橋建合一大跨鐵路客站結構舒適度評價標準。研究結果將為擬建客站結構的舒適度預測和結構最佳化設計工作提供指導。

結題摘要

本項目針對我國“橋建合一”大跨度高鐵車站結構的振動舒適度評價及控制難題，採用理論、數值及試驗手段，建立了“橋建合一”大跨度高鐵車站結構的振動舒適度計算理論，並成功運用於國內多座高鐵車站的設計與舒適度分析之中。具體如下： （1）首次提出了基於舒適度評價的大跨度車站結構精細化模型構建方法：對強振與弱振的區別進行了分析，分析了二者在模型簡化方法上的差異，闡述了舒適度研究時模型精細化的必要性。對結構精細化模型的影響因素進行了分析，並給出了結構精細化模型的定義。考慮結構層樓板、非結構構件、局部構造及邊界條件、結構附加質量以及小振幅下阻尼比的取值等因素，提出了基於舒適度評價的結構精細化模型構建方法，為我國“橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度設計提供了準確和可靠的科學依據。 （2）完成了多個大型高鐵車站的振動分析及現場測試，提出了高鐵車站候車廳樓蓋舒適度評價標準和振動限值。在確定結構的舒適度評價規範時往往需根據結構使用功能和振源類型確定適用的標準。目前國內外的舒適度規範主要適用於人行橋和建築物，而缺乏適用於高鐵車站的舒適度規範。對國內外現行舒適度規範進行了歸納和總結，並完成了武漢站、長沙南站、鄭州東站、杭州東站和南昌西站等高鐵車站的振動分析及現場測試工作，為上述成果奠定了堅實的試驗基礎。在此基礎上給出了適用於高鐵車站候車廳樓蓋的舒適度評價標準並確定了其振動限值。　　 （3）提出了大跨度樓蓋結構滿足舒適度要求的豎向一階頻率限值，給出了樓板人致振動回響的近似計算方法。研究結果表明：當樓蓋結構的豎向自振頻率大於3.3Hz時，其人致振動舒適度一般能滿足要求（豎向振動峰值加速度限值為0.015g）。研究成果為 “橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度規範的制定提供了有效的技術支撐。 （4）研究了人-結構相互作用對結構動力特性的影響，為進一步豐富和完善我國“橋建合一”大跨度鐵路客站振動舒適度理論提供了重要科學依據。 依託該項目，已發表學術論文18篇，其中SCI檢索2篇，EI檢索8篇，中文核心期刊7篇，國際和國內會議3篇，申請者作為第一完成人獲2013年湖北省科技進步一等獎一項。