midas GTS 铁道移动荷载分析(动力)

midas GTS 实用动力分析实例

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铁道移动荷载分析midas GTS 2D 例题 16

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00

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铁道移动荷载分析概要

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※使用盛土模型对铁道移 动荷载进行动力分析 ※时间—列车移动荷载表 格中显示列车移动荷载的 动力分析 ※列车荷载的周边区域的 振动影响和地基的垂直沉 降分布 ※打开问件“GTS 2D 例 题16.gtb”

路床

加固路基 上部路基 下部路基

粉沙

风化土

软岩

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01 材料特性网格组属性属性名称(ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 类型 平面 平面 平面 平面 平面 平面 平面 材料名称 (ID) 软岩 风化土 粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床 特性名称 (ID) -

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网格组名 称 阮岩层 风化土层 分沙层 下部路基 层 上部陆基 层 加固路基 路床

确认“GTS 2D例题16.gtb”文件中地基材质特性和材料特性GTS 2D 16铁道移动荷载分析(动力) 2

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02

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文件>打开操作过程1

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1)在主菜单里选择文件> 打开 2)打开GTS 2D 例题1 6.gtb

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3)在主菜单里面选择 视 图>显示选项4)在一般表格中指定 网 格>节点显示>False 5)点击 【确认】3

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03

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模型>特性>属性操作过程1

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1)在主菜单中选择【模型】 2 >特性>属性 2)确认生成的7个属性

属性在建模开始前生成

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04

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几何>曲线>交叉分割操作过程

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1)在主菜单里面选择 几何 >曲线>交叉分割 2)在选择工具条里点击 已 显示选择所有的线 3)点击【适用】按钮

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注：每个岩土层的边界交 叉处必须分割，交叉分割 这一选项可以完成所有交 叉边界线的相互分割。GTS 2D 16铁道移动荷载分析(动力) 5

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05

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网格>映射网格>K—线面操作过程

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1)在主菜单中选择【网格】 >映射网格>K—线面 2)在“选择对象线”中按 如图所示指定 3)网格尺寸指定为“单元 尺寸”,“单元尺寸”中 输入“2.5” 4)属性上选择“ID7路 床”,网格组中输入“路 床” 5)点击“预览”,确认网 格尺寸 6)点击“适用”

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4

5

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其余地层使用同样的方法 生成网格组GTS 2D 16铁道移动荷载分析(动力) 6

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06

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阻尼计算P 波 S 波

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λ:粘性弹簧系数；G:剪切弹簧系数，E:弹簧系数 V:波速；A:断面面积属性名称(ID) 软岩 cp(tonf·sec/m3) 185.482 cs(tonf·sec/m3) 102.529

风化土粉沙 下部路基 上部路基 加固路基 路床

22.83124.269 52.388 30.537 54.967 797.766

12.62011.658 28.002 14.670 31.735 498.360

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07

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模型>单元>建立曲面弹簧操作过程1

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1)在主菜单中选择【模型】 >单元>建立曲面弹簧 2)对象类型中指定“单元 2 线”,单元宽度输入“1” 3)在选择单元线中如图所 示选择软岩层左右两侧 4)勾选“单位面积阻尼常 数” 5)Cx中输入“185.482”, Cy中输入“102.529” 4 6)点击【适用】5

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同样的方法生成粘土层， 风化岩层，软岩层的弹簧 软岩层底部生成弹簧，输 入底部的阻尼，Cx中输入C s,Cy中输入Cp。

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07确认边界条件

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08

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模型>荷载>时程数据>时程荷载组操作过程1

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1)在主菜单中选择【模型】 >荷载>时程数据>时程荷载 组，点击【添加】 2)点击“确定” 3)荷载组名称中输入“时 程(180km)”,分析方法 勾选“直接积分法” 4)结束时间中输入“5”, 分析时间步长中输入“0.0 05”,输出时间步长中输 入“2” 5)阻尼中勾选“质量和刚 度因子法”阻尼类型中勾 选“使用振型阻尼计算”, 在振型1和振型2中输入周 期“1.2851”和“0.7515” 6)阻尼率的模型1,模型2 中都输入“0.05”,点击 【确定】

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09

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模型>荷载>时程数据>时程荷载函数操作过程4 1

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1)LS-22 标准荷载(铁路设 计基础)的荷载单位为“KN”, 工作界面右下侧将单位由 “tonf”转变为“KN” 2)点击“添加时程函数” 3)函数名称输入“开始(180 km)”,时程函数数据类型确 定为“集中力”,节点中的时 间输入“移动荷载参数”(参 考时程分析数据.xls文件中的 表1.START(180km)) 4)同样的方法输入“Mid(180k m)”“End(180km)”(参考时 程分析数据.xls文件中的表2. MID(180km)和表3.END(180k m)) 移动中节点处的时间设置为 “Mid(180km)”移动铁道移动 荷载和移动终节点处的时间设 置为“End(180km)”荷载

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模型>荷载>时程数据>节点动力荷载3

操作过程

1)荷载组中选择“Time Hi story(180km)” 2)类型中选择“节点” 3)如图1所示选择左侧上部 的节点 4) 函数/方向中函数名称 指定为“Start(180k m)”,方向指定为“Y” 轴 5)到达时间“0”,系数 “-1” 6)点击“适用”

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3 1

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4

2

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同样方法选择上部中间19 个节点和右侧上部的1各节 点，分别指定为“Mid(180 km)”和“End(180km)”

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模型>荷载>时程数据>节点动力荷载操作过程

1)在分析工作目录树上选 择时辰分析>节

点动力荷载 对应的21个节点，右击弹 出关联菜单 2)其中菜单的到达时间设 置为从时间点(到达时间= 0)开始，每增加0.05移动 荷载表2

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对应节点中载入每个荷载 进行累计由工作表格输出。 列车移动方向被模拟为在 节点间隔为2.5m,速度为1 80km/h,列车移动方向被 定义为美0.05输出一次GTS 2D 16铁道移动荷载分析(动力) 13

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