课题基金 / 基金详情

复杂山区不规则桥上无缝线路地震损伤机理及行车安全性研究

批准号:
52078498
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
朱志辉
依托单位:
学科分类:
道路与轨道工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱志辉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
随着我国西南山区铁路大规模修建,山区局部场地空间变异地震波以及多联不规则桥梁间不同地震响应导致的桥上无缝线路损伤变形将更为显著,并严重危及桥上行车安全性。本项目拟针对山区不规则桥上无缝线路地震损伤机理和行车安全性问题开展研究。首先,基于地震波动理论,建立考虑局部山区复杂地形和土层参数的地震波动数值模型,提出复杂山区空间变异地震动描述方法;其次,开展山区空间变异地震作用下不规则桥梁-无缝线路系统三维非线性分析和振动台试验,研究无缝线路的稳定性、变形特征和损伤机理;最后,建立列车-轨道-桥梁系统非线性动力学模型,结合桥上行车安全试验,研究地震下轨道损伤变形与行车安全性指标之间的关系,提出复杂山区不规则桥梁相对变形限值、控制措施和桥上无缝线路设计建议。本课题是衔接地震工程学与山区铁路桥梁-无缝线路系统抗震计算脱节状态的应用基础研究,对完善我国山区不规则铁路桥梁抗震设计具有重要理论意义。
英文摘要
With the rapid development of the high-speed railway construction in mountainous areas of Southwest China, the damage and deformation of continuous welded rail track (CWRT) is more evident due to the spatially varying ground motions induced by local topography of mountain areas and the different seismic responses of adjacent irregular bridges, and further endanger the running safety of train. This project is aimed to investigate the seismic damage mechanism of the CWRT and the running safety of train passing over irregular bridges in mountainous areas. Firstly, based on seismic wave theory, the numerical model of seismic wave propagation is established considering the local topography and subsoil in mountainous areas, and the simulation method of the spatially varying ground motion in mountain areas will be proposed. Then, 3D nonlinear numerical analyses and shaking table tests of the irregular bridge-CWRT system under spatially varying ground motion are performed, and the stability, deformation behavior, and damage mechanism of the CWRT are analyzed. At last, the nonlinear dynamic model of the train-track-bridge coupled system is established, combining the running safety tests of train passing over bridges, to investigate the relationship between the damage deformation of track and the running safety indices. The relative deformation limits of multiple irregular bridges in mountainous areas, the corresponding control measures, and the design suggestions of CWRT on irregular bridges are put forward. This project is the applied basic research to combine the earthquake engineering and the seismic analyses of railway bridge-CWRT system in mountainous areas. Research achievements will improve the seismic design of irregular railway bridges in mountainous areas of China.
随着我国西南山区铁路大规模修建,山区局部场地空间变异地震波以及多联不规则桥梁间不同地震响应导致的桥上无缝线路损伤变形将更为显著,并严重危及桥上行车安全性。本项目聚焦于复杂山区不规则桥梁上无缝线路在地震下损伤机理及行车安全问题,取得以下成果:揭示典型山区场地对地震波场的影响机理,建立包含震源-传播路径-工程场地的整体数值分析模型,采用多GPU并行算法实现大型稀疏矩阵求解,实现区域尺度地震波场的高效计算;建立不规则轨道-桥梁系统多尺度精细化有限元模型,系统开展山区随机地震下不规则桥梁-轨道系统关键构件的概率密度演化和可靠度分析,揭示地震下桥梁-轨道系统损伤机理及演化规律;提出地震下桥上行车安全简化分析方法,揭示地震动惯性效应及地震引起轨面变形对桥上列车行车安全影响机理;建立复杂山区地震下“不规则桥梁-无缝线路-列车”耦合系统非线性动力响应计算理论框架,提出联合仿真分析方法,阐明轨道-桥梁系统损伤状态对桥上列车行车安全的作用机制和关键影响因素,建立考虑损伤状态的不规则桥梁-轨道系统安全速度多级可靠度关系,提出复杂山区不规则桥梁-轨道系统梁端处变形限值及控制措施。研究成果对于发展和完善我国高速铁路复杂山区不规则桥梁-轨道系统的抗震分析理论、提升复杂山区高速铁路桥梁在地震下的风险规避能力,以及推动我国土木工程行业科学技术水平具有重要意义。
考虑复杂地形效应的近断层铁路桥梁地震动输入机制研究
  • 批准号:
    2022JJ30745
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    朱志辉
  • 依托单位:
重载铁路大跨度斜拉桥正交异性钢桥面板疲劳损伤机理及分析方法研究
  • 批准号:
    51678576
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    朱志辉
  • 依托单位:
"站桥合一"大跨度客站-列车耦合系统随机振动研究
  • 批准号:
    51378511
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    朱志辉
  • 依托单位:
高速列车荷载作用下桥墩-桩-软土地基体系动力相互作用理论及试验研究
  • 批准号:
    50808177
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    朱志辉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金