列车运行引起高架桥群桩基础地面振动分析

采用半解析数值方法分析列车运行引起高架桥群桩基础地面振动，研究合理设计桩基减小地面振动。半解析数值模型包括列车-轨道模型、高架桥模型、群桩模型。列车轨道模型中采用多质点弹簧-阻尼模型模拟列车，采用美国功率谱描述轨道随机不平顺，使用euler梁模拟钢轨，采用hertzian非线性公式描述轮轨接触，采用振型分解法求解轮轨作用力。铁路高架桥采用弹性支座简支梁模拟，采用传递系数矩阵和群桩影响因子分析桥墩下群桩的动力阻抗，根据桥墩的动力平衡方程求得桥墩-地基相互作用力，采用green函数求得弹性半空间地面振动。研究铁路高架桥下群桩参数对地面振动的影响，分析不同桩长、桩直径、桩间距和轨道不平顺条件下地面振动速度1/3倍频程的大小。结果表明：轨道不平顺对桥墩作用力有较大影响，对小于6hz的地面振动影响较小，对大于6hz的地面振动影响较大。合适调整桥梁跨度与车速组合可减小地面振动。车速小于260km/h时，桩径对地面振动影响较小;车速大于260km/h时，增加桩径可减小地面振动。适当增加桩间距可避开振动增大区、减小地面振动随车速的增加。合理设计桩长可减小地面振动的增大区域。