车桥相互作用对边坡稳定的影响及锚索加固的工程应用

论文摘要

移动荷载作用下,车桥系统会发生车桥耦合现象。而路面的不平顺是引起车辆振动的主要原因。我国现今在既有线路基础上实行列车提速,这对列车的行车安全、桥梁及地基系统的稳定都是一次重要的考验。所以对列车动荷载进行更深入的研究是十分必要的。同时,我国幅员辽阔,地形地质状况复杂,这使得我国桥梁建设设计施工的难度大大增加。如何使各种土体保持足够的强度和稳定性,也是工程中十分关注的问题。本文综合考虑了上述两种因素,运用有限元基本原理,采用Ansys有限元分析软件对车桥及边坡系统进行整体分析,并将其结果同静力荷载、规范动荷载进行对比分析,得出了一些有益的结论,验证了加固方案的效果,同时也提出了实践中应当注意的一些问题。本文系统介绍了车桥耦合作用、土体非线性和动力有限元法的基本理论;探讨了土体单元模拟、边界区域的选定及划分、边界约束的模拟,并结合李子沟大桥工程实际进行各种工况下的计算分析。在车桥耦合计算过程中首先探讨了各种车辆模型的优缺点,然后在此基础上考虑了路面不平顺波长、不平顺幅值及行车速度对列车附加动荷载的影响,并概括出一些结论。在边坡稳定分析过程中,考虑了土的初始应力场、土体材料的粘聚力、内摩擦角和桥墩埋深等因素对边坡稳定的影响。然后对不同加固方案进行计算分析,从锚索的轴应力分布、位移和土体变形等方面对加固方案进行评估,对比了静力荷载、考虑动力系数的规范动荷载和车桥耦合动荷载的相似和不同。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁历史回顾
• 1.2 我国桥梁发展的现状、社会价值及前景
• 1.3 边坡稳定研究的社会价值和理论价值
• 1.4 车辆动载对边坡稳定相关范畴及其研究现状
• 1.5 课题背景
• 1.6 论文的主要工作
• 第二章 列车—桥梁振动研究的分析理论
• 2.1 现有理论介绍
• 2.2 论文采用理论
• 第三章 土的非线性分析理论及预应力锚固原理
• 3.1 引言
• 3.2 几种主要的非线性数值分析法简介
• 3.3 土体材料的非线性
• 3.4 边坡稳定分析的理论与方法
• 第四章 材料非线性及动力的有限元法
• 4.1 动力有限元分析理论与计算方法
• 4.2 非线性分析
• 4.3 ANSYS 单元和原理介绍
• 第五章 李子沟大桥边坡稳定分析
• 5.1 工程概况
• 5.2 计算理论
• 5.3 计算步骤
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢