地震作用下城轨高架桥轨道约束与梁间碰撞问题研究

发布时间：2020-05-05 08:50

【摘要】：随着经济的迅猛发展,我国已成为世界上城市轨道交通发展最迅速的国家之一。城市轨道高架因其可以充分利用城市用地,造价低廉,施工速度快,适应路线的能力强而被广泛应用。从目前我国已运营、在建和规划的含高架线路的城市所处的地震区划位置看,80%的城市轨道交通处在7度及以上设防区域,地震威胁不容忽视。鉴于此,本文针对当前城市轨道交通高架桥地震反应分析中常被忽视的轨道约束和梁间碰撞问题进行了深入的研究,完成的具体工作如下:(1)总结分析了轨道桥梁历史典型震害的特点,指出当前城市轨道交通高架桥地震反应分析中常被忽视的轨道扣件约束和梁间碰撞问题的研究现状。(2)针对我国城市轨道中常见的三类扣件进行了拟静力试验和动力试验,分析了其在地震动作用下的动力性能特点。分析比较了几种扣件非线性本构模型拟合扣件试验数据的效果,提出了利用Hardin-Drnevich模型模拟扣件纵向约束进行地震反应分析的方法,并与传统的线性模型进行了地震作用下行车安全的数值模拟比较分析。(3)针对Hardin-Drnevich模型模拟轨道扣件动力本构存在的不足,尝试应用Davidenkov模型来进行分析,并结合轨道扣件试验分析数据的特点,利用OpenSees软件中的材料库二次开发功能对该材料模型进行了二次开发。通过算例验证在Tcl模型构建器中该开发过程的正确性,并对新开发本构模型描述材料非线性滞回特性的优势给予了验证。(4)进行了桥梁梁间碰撞振动台试验,分别探究了无缓冲或拉杆装置、只设置缓冲装置和设置缓冲加拉杆装置对桥梁主梁在地震作用下的位移、加速度和碰撞力的影响,并对碰撞产生的条件、纵向拉接式防落梁装置对梁间碰撞及桥墩受力的影响进行了研究。此外,根据桥梁梁间碰撞振动台试验结果,分析并验证了Hertz-damp模型的可靠性。
【图文】：

抗震设防烈度,线路,比例,高架线路

第一章绪论逡逑第一章绪论逡逑１．１研究背景逡逑当前，中国己成为世界上城市轨道交通发展最迅速的国家。据统计，截至２０１７逡逑年底，在中国内地，就有３４个城市拥有１６５条运营线路，总里程达５０３３ｋｍ，高架逡逑线１０９３．４ｋｍ，占２１．７％。一般来说，高架线路的建设可充分利用城市用地、造价低逡逑廉、施工速度快、适应线路线型的能力强。当前在运营线路中采用部分或全部高逡逑架线路的有１９座城市６０条线路。从目前己运营、在建和规划高架线路的城市所处逡逑的地震区划位置看，位于抗震设防烈度８度及以上的有７座城市２９条线路，，７度的有逡逑２５座城市７７条线路，６度的有８座城市２３条线路。分布比例参见图１－１。可以看出我逡逑国城市轨道交通高架结构８０％处在７度及以上设防区域，地震威胁不容忽视。逡逑

示意图,高架桥,日本,破坏情况

；将梁落梁ｉｅｓ？中公＠」逦＼＼￣￣邋ｅ５ＥＥ５５２５Ｅ逡逑图１－２阪神地震时铁路系统受灾示意图逡逑ｍｍ逡逑瞧灥逡逑（ｃ）时友高架桥整层横向下挫（２层消失）（ｄ）阪水高架桥整层下挫（１层消失）逡逑图１－３日本神户地震时铁路高架桥破坏情况逡逑２０１１年日本东北地方太平洋冲地震使得日本东北、关东等地的铁路设施遭到逡逑破坏，东北新干线、三陆铁道、仙台市营地下铁等都有震害现象出现。图１－４展示逡逑的是当时东北新干线的几处典型震害。逡逑－２－逡逑
【学位授予单位】：中国地震局工程力学研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55;U211.9

【参考文献】