郑州东站候车厅列车致振动力及振动舒适度研究

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在我国经济的快速发展下,人们对于基础设施的需求越来越大。随着轻质高强材料的运用,结构设计方法与施工技术的提高,大跨度空间结构大量运用于现代客运站中。大跨度空间结构跨度大,自重轻,结构平面外刚度较之于混凝土结构小,这使得这些结构在外界作用下,如风、高速列车荷载、人的活动等作用下,结构很容易产生较为显著的动力响应。研究郑州东站在列车荷载下的动力响应规律对于指导结构设计与施工无疑具有重要工程意义。郑州东站是一个大型的复杂结构,由于功能要求,结构在正常服役期间势必会有列车的到、发及直通。这些过程均会对结构产生相应的动力作用,从而引发振动。这种振动响应虽然不足以使结构出现安全性问题,但会给旅客带来不舒适感,特别是在运输高峰季节,容易诱发紧张、烦躁甚至恐慌的心理,由此直接导致火车站结构适用性能的降低。因此,有必要对结构进行舒适度的评价。本文主要的主要工作为:(1)郑州东站结构规模庞大,加之动力问题较之于静力问题复杂,为了简化计算,对郑州东站模型进行了合理的简化处理。(2)建立ANSYS有限元模型,选取不同的工况,对结构在高速列车荷载作用下进行动力响应分析,分析总结了候车厅结构的动力响应的规律。在不同工况下,竖向加速度峰值差别不是太大。列车在24号轨道上跑时结构的竖向加速度的响应最大,为0.0193m/s2,在32号轨道上跑时结构的竖向加速度的响应最小,为0.0129m/s2。候车厅结构在不同工况下,在整个时间积分段内,位移的波动很小,而加速度的波动较大。(3)采用美国钢结构设计指南AISC11(人类活动引起的楼面振动)对郑州东站候车厅结构进行舒适度评价。经分析评价后,候车厅结构满足舒适度要求,并且工况二(1车道承受移动(列车速度80km/h)的列车荷载)为舒适度的最不利工况,提出隔振减振的一些建议措施。
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