近、远场地震下铁路高墩大跨连续刚构桥响应特性研究

发布时间：2019-08-09 18:00

【摘要】：随着铁路路网的继续发展和不断完善,复杂地形下的铁路高墩大跨连续刚构桥不断涌现。若桥梁靠近活动断层,其地震风险会大大增加,而既有对近场地震作用下铁路高墩大跨度连续刚构桥的研究仍较少,因此,有必要对铁路高墩大跨度连续钢构桥的近场地震响应特性进行研究,为此类桥梁的抗震设计以及相关规范修编提供参考。本文以某铁路高墩大跨连续刚构桥为背景,分别建立无车和有车(考虑桥梁结构上部列车活载)全桥有限元模型,对比分析了两种桥梁模型的自振特性,并对其进行了反应谱法分析和弹塑性动力时程分析;以考虑桥梁上部活载的全桥模型为对象,研宄了铁路高墩大跨刚构桥梁在远场地震动和近场脉冲型地震动下的地震响应特性,并对不同脉冲参数下桥梁的响应进行了对比分析。论文主要开展了以下研究工作:(1)以某铁路高墩大跨刚构桥为对象,分别建立了无车和有车(考虑列车活载)的有限元全桥模型,对比了两者的结构自振特性。研宄表明高墩大跨刚构桥梁结构第一阶振型的质量参与系数较普通中、小桥梁明显下降,高阶振型效应对此类桥梁动力响应的贡献显著。(2)参照《铁路工程抗震设计规范》,对无车和有车全桥模型分别进行了多遇地震和设计地震动作用下桥梁结构的反应谱法分析。计算结果表明,在考虑列车活载作用时,主墩各截面内力响应均有所增加,高墩墩底的内力需求增长幅度相对低墩更大,故在铁路高墩大跨连续刚构桥的抗震设计中,应考虑桥梁上部结构列车活载作用,并对高墩的设计加以重视。(3)以与《铁路工程抗震设计规范》中罕遇地震反应谱匹配的人工地震波为输入,分别对无车和有车全桥模型进行了动力时程分析,分析结果表明,两种全桥模型的主墩均在墩顶处进入塑性屈服状态,考虑列车活载时主墩位移延性能力显著降低,且墩顶塑性转角显著增大,墩顶位移也有所增大。(4)基于人工合成的近场地震动混合模拟法,分别生成了考虑方向性效应和滑冲效应的近场脉冲型地震动。并以考虑列车活载的全桥模型为对象,对比分析了铁路高墩大跨刚构桥梁在远场地震动、具有方向性效应的近场脉冲型地震动以及滑冲效应的近场脉冲型地震动下的响应特性。结果表明,相比远场地震,近场脉冲型地震动对桥梁响应的影响显著。在近场脉冲型地震动作用下,方向性效应对桥墩顺桥向和横桥向响应的影响均远大于滑冲效应。
【图文】：

图１－３汶川地震桥梁支座破坏情况逡逑Ｆｉｇ邋１邋－３邋Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｉｎ邋Ｗｅｎｃｈｕａｎ邋ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ逡逑

ａ）汶川地震穿心店大桥梁体位移逦ｂ）汶川地震化肥厂小桥落梁逡逑图１－４汶川地震桥梁上部梁体震害情况逡逑Ｆｉｇ邋１－４邋Ｓｅｉｓｍｉｃ邋ｄａｍａｇｅ邋ｏｆ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｕｐｐｅｒ邋ｂｅａｍ邋ｉｎ邋Ｗｅｎｃｈｕａｎ邋ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ逡逑（３）
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U448.23

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈令坤;张楠;夏禾;;方向脉冲及竖向效应对高铁桥梁地震响应影响[J];振动工程学报;2016年04期

2 江辉;杨朔;王宝喜;杨庆山;曾亚光;;近、远场强震下RC连续梁桥损伤及滞回耗能特性对比研究[J];公路交通科技;2015年09期

3 管仲国;李晓波;李建中;;钢筋混凝土高墩多水准抗震性能试验[J];同济大学学报(自然科学版);2015年09期

4 惠迎新;王克海;吴刚;李冲;;跨断层桥梁地震响应分析及合理跨越角度研究[J];振动与冲击;2015年13期

5 惠迎新;王克海;;跨断层桥梁地震响应特性研究[J];桥梁建设;2015年03期

6 赵冠远;张同越;陈鑫;;低周反复荷载下高速铁路桥墩损伤评估[J];中国铁道科学;2014年06期

7 石岩;王东升;孙治国;;近断层地震动下的高速铁路桥梁减震设计[J];中国铁道科学;2014年06期

8 赵冠远;张同越;陈鑫;;低周反复荷载下高速铁路桥墩抗震试验研究[J];中国铁道科学;2014年04期

9 石岩;王东升;孙治国;;近断层地震动下减隔震桥梁地震反应分析[J];桥梁建设;2014年03期

10 陈令坤;孙庆贺;蒋丽忠;;纵向地震下高速铁路桥梁圆端型实体墩塑性铰长度研究[J];铁道科学与工程学报;2014年03期

相关博士学位论文 前3条

1 王炎;铁路减隔震桥梁地震反应分析及易损性研究[D];浙江大学;2013年

2 夏修身;铁路高墩抗震设计方法研究[D];兰州交通大学;2012年

3 梁智W，

本文编号：2524926