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高速铁路桥抗震及减隔震分析

发布时间:2018-08-24 08:23
【摘要】:近年来,经济的迅速发展促使了铁路的体制改革以及运输手段的技术创新,高速铁路应运而生。桥梁作为生命线工程的重要组成部分,一旦在地震中被破坏将造成严重的后果。而我国又位于地震多发地带,频繁的桥梁地震破坏给我们带来了深刻的教训。而且对高速铁路的抗震及减隔震研究相对较少,尤其是高阻尼橡胶支座在高速铁路的减隔震方面研究更是少之又少。本文主要对高速铁路桥墩进行抗震性能分析,在高阻尼橡胶隔震支座应用于高速铁路桥减隔震方面的分析具有一定的创新性;以长株潭城际简支梁桥为工程背景,通过使用Midas-civil桥梁有限元软件建立单墩模型以及简支梁模型,通过对单墩模型进行弯矩-曲率分析和静力弹塑性分析,对简支梁模型进行动力时程分析得出如下结论:(1)通过分析截面、纵筋强度、混凝土强度和轴压比等因素对弯矩-曲率的影响得出:在圆形、方形、矩形和圆端形截面中,圆端形截面抗震性能较好,而矩形抗震性能最弱。(2)对5m、9m、13m、17m、20m等五种墩高的桥墩进行静力弹塑性分析得出,能力谱和需求谱总有交点说明桥墩满足抗震需求,但是交点从桥墩的弹性区间逐渐转移到塑性区间,说明墩高的增加降低了桥墩的抗震性能。因此在进行桥墩抗震设计时要考虑到桥墩柔性的增加。(3)分析墩高、隔震支座类型、场地、设防烈度等因素对隔震率的影响得出:在不同墩高条件下,17m墩高时简支梁对地震动响应明显,隔震效果较好,对桥墩抗震有一定的借鉴效果;通过对摩擦摆式支座、高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座等隔震率分析,高阻尼隔震橡胶支座对墩柱剪切破坏具有较好的隔震作用,铅芯橡胶隔震支座则主要对梁体位移的隔震效果较好;摩擦摆式减隔震支座对基底弯矩具有较好的减震效果。在不同场地和不同的设防烈度条件下对桥梁隔震率进行分析,高阻尼隔震支座Hollywood波、Sanfer波的隔震率都较大,隔震效果明显。在不同设防烈度时,在地震设防烈度为8度时,无论是顺桥向还是横桥向,墩顶位移隔震率都是最大,而梁体位移隔震率最小。
[Abstract]:In recent years, the rapid development of economy has promoted the reform of railway system and the technological innovation of transportation means, and high-speed railway has emerged as the times require. As an important part of lifeline engineering, bridge will cause serious consequences once it is destroyed in earthquake. But our country is located in the earthquake-prone area, the frequent bridge earthquake damage has brought us the profound lesson. There are few researches on seismic resistance and isolation of high speed railway, especially on high damping rubber bearing in high speed railway. In this paper, the aseismic performance of high speed railway piers is analyzed, and the analysis of high damping rubber isolation bearing applied to the isolation of high speed railway bridge is innovative, taking the simply supported beam bridge in Changsha-Zhuzhou-Xiangtan intercity as the engineering background. The single pier model and simply supported beam model are established by using Midas-civil bridge finite element software, and the moment curvature analysis and static elastoplastic analysis are carried out on the single pier model. The results of dynamic time history analysis of simply supported beam model are as follows: (1) by analyzing the influence of cross section, longitudinal reinforcement strength, concrete strength and axial compression ratio on moment curvature, the following conclusions are obtained: in circular, square, rectangular and circular end sections, The seismic performance of circular end section is better, but that of rectangle is the weakest. (2) the static elastic-plastic analysis of five kinds of piers with the height of 5 m ~ 9 m ~ (13 m) or 17m ~ 20 m shows that there are always points between the capacity spectrum and the demand spectrum, which indicate that the pier meets the seismic demand. However, the point of intersection is gradually transferred from the elastic zone of the pier to the plastic zone, which indicates that the increase of pier height reduces the seismic performance of the pier. Therefore, the increase of pier flexibility should be taken into account in the seismic design of bridge piers. (3) the height of pier, the type of isolation support, the site, The effects of fortification intensity and other factors on the isolation rate are obtained: when the pier is 17 m high, the simple supported beam has obvious response to the ground motion, and the isolation effect is better, which can be used for reference to the earthquake resistance of the bridge pier, and the friction pendulum bearing is used for reference. High damping rubber bearings and lead rubber bearings have good isolation effect on shear failure of pier column, while lead rubber isolation bearings have better isolation effect on beam displacement. The friction pendulum bearing has a good effect on the bending moment of the base. Under the conditions of different sites and different fortification intensity, the isolation rate of bridge is analyzed. The isolation rate of Hollywood wave Sanfer wave of high damping bearing is large, and the isolation effect is obvious. When the intensity of earthquake fortification is 8 degrees, the displacement isolation rate of pier top is the largest, while the displacement isolation rate of beam is the least.
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U442.55

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