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列车运行振动对相邻建筑物动力影响分析 　　摘要：采用三维有限元数值模型对列车运行振动作用下某相邻建筑物的动力影响进行了分析，计算中考虑了桩、土间的节点耦合，特别是对动力荷载函数进行了简化处理，并提出了动力分析中地基反力系数和阻尼系数的计算方法，计算了在动力作用下列车振动对某相邻建筑物的影响，可对类似工程的分析提供参考。 　　关键词：列车；振动；有限元动力分析 　　Abstract: the three-dimensional finite element numerical model of the train running under the effect of vibration of a neighboring building power was analyzed, the calculation in considering the piles and soils of the coupling between nodes, especially for dynamic loading function simplified treatment, and put forward the dynamic analysis of the foundation of the force coefficient and damping coefficient calculation method, the calculation in the train vibration under dynamic action of a neighboring building effects available to the analysis of the similar project to provide the reference. 　　Keywords: train; Vibration; Finite element dynamic analysis 　　 　　 　　中图分类号：TU11文献标识码：A 文章编号： 　　 　　 　　1背景概述 　　 某铁路引桥经过某相邻建筑物，该建筑物为一电排站，其主要建筑为主、副厂房及启闭机室。 　　 铁路引桥78～79号桥墩横跨电排站副厂房楼顶，其中78号桥墩离电排站的副厂房最近，最近距离约2.5m；79号桥墩位于电排站引水渠内。相对位置关系见图1。 　　 　　 图1工程位置平面布置图 　　 铁路引桥78号桥墩和79号桥墩均采用直径为1.5m的灌注桩基础。其中，78号桥墩桩底高程为-44m，79号桥墩桩基底部高程为-49.5m，均进入中风化岩层。 　　 主厂房屋顶高程为22.15m，地下室底板最低高程为-6.8m。结构形式为框架结构体系，基础形式为筏桩基础，桩基为钻孔灌注桩和少量管桩，桩底进入中风化岩层。 　　 副厂房屋顶高程为19.2m，地下室底板高程为3.5m。结构形式为框架结构体系，基础形式为独立桩基形式，桩基为钻孔灌注桩，桩底进入中风化岩层。 　　 启闭机室位于主厂房靠近进水池一侧，屋顶高程15.4m，其底板与主厂房地下室底板连为一体，形成共同受力体系。 　　 由于桥墩离厂房很近，须分析列车运行振动对厂房的动力影响。 　　2动力分析基本理论 　　2.1动力分析方程 　　 有限元动力分析采用时程分析法。时程分析法是由结构基本运动方程输入荷载进行积分，求得整个时间历程内结构振动作用的一种结构动力计算方法，也为通用的动力分析方法。 　　 时程分析中采用的动力平衡方程如下： 　　 (1) 　　 其中， 　　 ：质量矩阵 　　 ：阻尼矩阵 　　 ：刚度矩阵 　　 ：动力荷载 　　 ，，各表示相对位移、速度、加速度。 　　2.2弹性边界条件及阻尼系数的确定 　　2.1.1弹性边界条件的确定 　　 在动力的特征值分析中，需采用弹性边界来定义边界条件，这里利用弹簧来定义弹性边界，然后利用铁路设计规范的地基反力系数计算弹簧常量。 　　 竖向地基反力系数： 　　 (2) 　　 水平向地基反力系数： 　　 (3) 　　 这里，，， 　　 其中，和是各地基的竖直方向和水平方向的截面积，是地基的弹性模量，一般取1.0。 　　 2.1.1阻尼系数的确定 　　 对于动力分析建立一般的边界条件会由于波的反射作用而产生很大的误差。为解决此问题，这里采用粘性边界条件。为了定义粘性边界条件需要计算相应的土体x、y、z方向上的阻尼系数。计算阻尼的公式如下： 　　 P波（纵波）阻尼系数： 　　 (4) 　　 S波（横波）阻尼系数： 　　 (5) 　　 这里，， 　　 ：体积弹性模量 　　 ：剪切弹性模量 　　 ：弹性模量