基于CNN-LSTM混合神經網絡的高速鐵路地震響應預測*

張學兵，謝嘯楠，王 禮，吳 晗

(湘潭大學 土木工程學院，湖南 湘潭 411105)

0 引言

為滿足行車安全性和舒適性，高速鐵路橋梁梁體與橋墩往往具有較大剛度和較高基頻，在地震發生時常受到較大的地震作用，甚至在罕遇地震作用下仍表現出較好的抗震性能.無砟軌道為高速鐵路簡支梁橋提供一定的縱向約束，提高了橋梁整體性，使相鄰跨的簡支梁成為存在一定耦合的連續結構[1].CRTS Ⅱ是中國無砟軌道的一種典型的結構形式，針對鐵路橋梁比例高、長橋多的特點而設計并先后應用于京津、滬杭、京滬等鐵路中[2-3].近些年來，中國高速鐵路產業發展迅速，在山區的地震斷層區、沿海地區的高地震烈度區以及西部地震多發區的建設有所增加[4].為保證行車安全，研究其在地震荷載作用下的橋梁反應具有重要的理論意義和工程實用價值[5-7].

為研究其抗震性能，Yan等[8]建立簡支梁橋和CRTS Ⅱ軌道的三維非線性動力學模型，研究了其在不同地震激勵強度下的受力和變形特征.結果表明，鋼軌、軌道板和底板的峰值應力均發生在橋臺或錨固件處.Montenegro等[9]研究出中等烈度地震可能不會對結構造成重大破壞，可以在彈性域分析.Guo等人[10-11]建立了CRTS Ⅱ軌道結構有限元模型以研究各構件的地震破壞機理，并提出了一種有效的簡化橋梁軌道模型模擬軌道結構對橋梁縱向約束的影響.Li等[12]采用概率密度演化法對高速鐵路軌橋耦合系統隨機地震響應進行了研究，從隨機角度評……