考虑桩土作用的高铁桥梁地震响应及可靠度分析

发布时间：2021-07-22 21:20

近年来,高速铁路得到快速发展。高速铁路具有安全、快捷、舒适的特点。但是高速铁路给人们带来了舒适和便捷,也带来了很多需要研究的问题。列车的高速行驶对线路的平顺性和安全性提出了很高的要求。提高列车运行安全性,主要通过修建桥梁控制基础沉降、隔离地基运动来实现。我国高铁桥梁中80%以上为简支梁桥,因此研究高铁桥梁的地震响应及安全可靠度意义重大。本文以京沪高铁某段为工程背景,重点研究了多跨简支梁桥在地震作用下的动力响应及可靠度,评价并给出针对此类桥梁分析的系统性研究方法。主要工作如下:1、基于有限元法,建立了高速铁路多跨简支梁桥的全桥简化模型,采用墩底固定、支座耦合的连接方式,利用实体单元和弹簧阻尼单元对结构进行划分,再对高铁桥梁进行动力特性分析,并列出部分频率、给出振型图。2、用响应谱法对仿真模型进行地震响应分析,根据频率分布密集的特点选定CQC法进行模态合并,求出地震响应。同时根据场地因素和设防烈度采用时程分析法进行地震响应分析,并比较两种方法在不同地震荷载和输入方式下的地震响应分析结果。得出对于此类模型,两种方法在设计阶段及可靠度分析方面的适用性。3、建立桩土的有限元模型,同时用弹簧阻尼系统模拟隔震垫,考虑桩土作用、隔震作用对桥梁地震响应的影响,得出高仿真模型更接近工程实际的地震响应。此外,本文研究了桥梁在常见墩高和跨长等工况下的地震反应,分析了影响桥梁地震响应的结构因素,为不同工况下的结构选型作参考。4、基于随机分析的响应面理论和规范反应谱方法,对考虑桩土作用和隔震作用的桥梁进行地震可靠度分析。响应面法很大程度上提高了此类复杂工程问题的可靠度计算效率。通过对不同墩高桥梁的计算得出结构在“三水准设防标准”条件下的地震可靠度,为桥梁设计中的混凝土类型选定和建造质量控制提供参考。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U442.55

文章目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 谱分析和时程分析研究现状

1.3 桩土作用研究现状

1.4 桥梁地震作用下可靠性研究现状

1.5 本文主要内容研究

2 高铁简支梁桥动力特性分析

2.1 桥梁振动的有限元分析方法

2.2 高铁简支梁桥有限元计算模型

2.3 高铁简支梁桥自振特性

2.4 本章小结

3 高铁简支梁桥地震响应分析

3.1 地震响应分析的反应谱方法

3.2 高铁简支梁桥的反应谱分析

3.3 地震响应分析的时程分析法

3.4 高铁简支梁桥的时程分析

3.5 反应谱法与时程分析法的比较

3.6 本章小结

4 考虑桩土作用下的地震响应分析

4.1 桩土作用概况

4.2 考虑桩土作用的地震响应分析

4.3 隔震技术概况

4.4 考虑隔震作用的地震响应分析

4.5 隔震和桩土作用对结构地震响应的影响

4.6 墩高和跨长对桥梁地震响应的影响

4.7 本章小结

5 简支梁桥地震作用下的可靠性分析

5.1 可靠性理论

5.2 结构可靠性分析方法

5.3 不同墩高简支梁桥在地震作用下的可靠性分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 本文主要工作

6.2 本文主要结论

6.3 本文中的不足与研究展望

致谢

参考文献

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