高速铁路长大桥梁在突发事件中人员逃生模式、逃生效率及抗震能力研究

论文摘要

随着国内高速铁路的大规模修建,列车行车速度不断提高,长大桥梁占线路的比例也不断增大,考虑列车火灾、线路因泥石流、山体滑坡、地震等自然灾害而中断,列车发生桥上紧急停车事故的概率越来越大。当发生桥上列车长时间停车或火灾、地震情况下的紧急停车时,由于桥梁的封闭性,乘客人员的紧急疏散救援工作是非常困难的。如何确保事故发生后人员的安全疏散救援,已成为高速铁路长大桥梁迫切需要解决的课题。本文在铁路桥梁事故救援系统研究的基础上,针对桥梁特点,提出了四种列车桥上逃生模式：柔性滑道逃生模式、逃生墩模式、塔楼逃生模式、梯道逃生模式,并对以上逃生模式的设计标准提出了相应的参考,并从事故概率、逃生效率等方面考虑,确定了应用逃生设施的长大桥路的长度：L≥6km。在这几种模式中,重点研究了梯道逃生模式。利用MIDAS/Civil软件对梯道结构进行了抗震验算,以验证结构的抗震性能。为确定各模型的逃生效率,以逃生时间为衡量标准,参考公共场所(如地铁、高层建筑)事故疏散时间计算理论,分别计算了柔性滑道逃生模式、塔楼逃生模式、梯道逃生模式的事故疏散时间,其中利用梯道逃生所需时间最短,逃生效率最高。通过分析计算数据,得出逃生效率取决于逃生设施设置间距、逃生通道宽度、桥面高度这三个因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 高速铁路长大桥梁救援疏散的特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 事故情况下列车疏散实验
• 1.3.2 桥梁、隧道、建筑物等场地事故疏散救援研究
• 1.3.3 人群疏散理论研究
• 1.4 本文的研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第二章 疏散救援系统研究
• 2.1 高速铁路长大桥梁防灾救援系统
• 2.2 桥上照明系统
• 2.3 桥上疏散指示系统
• 2.4 探测和报警系统
• 2.5 通讯系统
• 2.6 疏散救援系统
• 2.7 线路区间事故救援点设置
• 2.8 本章小结
• 第三章 高速铁路长大桥梁逃生模式
• 3.1 柔性滑道逃生模式
• 3.2 逃生墩模式
• 3.2.1 逃生墩与桥面之间的连接构造
• 3.2.2 由墩身支撑的逃生通道形式
• 3.3 逃生塔楼模式
• 3.4 梯道逃生模式
• 3.5 四种逃生模式的设计参数研究
• 3.5.1 柔性滑道逃生模式设计参数研究
• 3.5.2 逃生墩模式设计参数研究
• 3.5.3 逃生塔楼模式设计参数研究
• 3.5.4 梯道逃生模式设计参数研究
• 3.6 逃生设施在线路桥梁中位置的选取
• 3.6.1 从桥梁长度方面考虑逃生设施位置的选取
• 3.6.2 从线路受灾概率方面考虑逃生设施位置的选取
• 3.7 本章小结
• 第四章 逃生梯道抗震能力设计
• 4.1 结构抗震设计原则
• 4.2 地震反应分析的运动方程
• 4.2.1 多自由度体系地震反应的运动方程的建立
• 4.2.2 利用反应谱法求解多自由度体系地震响应
• 4.3 逃生梯道反应谱分析
• 4.3.1 结构模型
• 4.3.2 地震反应谱设计
• 4.3.3 计算结果
• 4.3.4 计算结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 逃生模式的逃生效率分析
• 5.1 公共场所事故疏散时间计算模型
• 5.1.1 关于地铁的事故疏散时间计算模型
• 5.1.2 公共建筑安全疏散时间的简便算法
• 5.1.3 高层建筑安全疏散设计及计算
• 5.1.4 地铁车站内乘客疏散时间计算方法
• 5.1.5 关于桥上旅客疏散时间的计算
• 5.2 乘客下车时间
• 5.3 乘客到达逃生设施入口的时间
• 5.4 通过柔性滑道的时间
• 5.5 通过逃生梯道的时间
• 5.5.1 计算模型1
• 5.5.2 计算模型2
• 5.5.3 计算模型3
• 5.6 通过逃生塔楼的时间
• 5.6.1 计算模型1
• 5.6.2 计算模型2
• 5.6.3 计算模型3
• 5.7 三种逃生模式的总疏散时间
• 5.8 疏散时间计算模型讨论
• 5.9 各种逃生设施的比较
• 5.9.1 逃生效率比较
• 5.9.2 成本比较
• 5.9.3 设施生存能力比较
• 5.9.4 可操作性比较
• 5.10 本章小结
• 结论及展望
• 致谢
• 参考文献