高速铁路桥梁近断层地震易损性分析

发布时间：2020-07-04 06:58

【摘要】：我国地震断裂带分布广泛,高速铁路的建设会不可避免的处于断层附近。近年来越来越多的专家学者加强了对近断层地震作用下公路桥梁的抗震研究,而关于高速铁路桥梁在这一方面的研究还相对较少。减隔震技术被证明是一种有效的抗震手段,能够最大限度的减小结构的损伤,但是诸多学者对其抵御近断层地震动的可行性持不同观点。因此,研究近断层地震下高速铁路桥梁以及采用减隔震技术的高速铁路桥梁的抗震性能具有重要的现实意义。本文对高速铁路桥梁进行了近断层地震的易损性分析,提出了一种新型限位型减隔震支座,并以新型支座为例,对减隔震高速铁路桥梁进行了近断层地震易损性分析,进而评估了减隔震设计思想对于高速铁路桥梁抵御近断层地震的有效性。主要研究内容如下:(1)对近、远场地震作用下的高速铁路桥梁进行了地震易损性分析。基于IDA方法建立了近、远场地震数据库,比较了高速铁路桥梁在近断层地震和远场地震作用下的易损性曲线,并得出了相应的结论:峰值加速度PGA相同时,与远场地震相比,近断层地震的破坏性更强,具有更大的危害性,抗震设计时应考虑近断层效应;从近断层地震动自身特征出发,在相同的地震强度下,与前方向效应相比,滑冲效应更具有破坏性;为预防超烈度地震尤其是近断层超烈度地震,应提高相应地区的抗震设防烈度。(2)为分析采用减隔震技术的高速铁路桥梁的抗震性能,提出了一种新型限位型减隔震支座。新型支座以传统的盆式支座为基础,将减隔震技术和限位功能集成于一体。对新型支座进行了足尺模型试验,提出了其数值模型,并对支座的主要参数进行了敏感性分析,得出以下结论:新型支座集成减隔震和限位功能方便了设计和施工,降低了成本,且支座将地震易损部件模块化,易于震后的修复;新型支座具有良好的减隔震和限位效果;实际应用中,可以结合结构的设计和施工特点,优化支座参数,以取得更好的减隔震和限位效果。(3)对采用上述新型支座的高速铁路桥梁进行了近、远场地震易损性分析。对比了高速铁路桥梁和减隔震高速铁路桥梁的易损性曲线,结果表明:相同地震强度时,新型限位型减隔震支座能够有效地减少高速铁路桥梁的地震响应,且新型限位型减隔震支座对近断层地震的作用效果更为显著。高速铁路桥梁可以采用新型限位型减隔震支座等相应的减隔震措施以保障高速铁路桥梁的地震安全性。
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55
【图文】：

桥梁震害,减隔震,高速铁路桥梁

(c)1991 年台湾集集地震北丰桥落梁震害 (d)土耳其 Kocaeli 地震 Arifiye 落梁震害图 1-1 近场地震桥梁震害减隔震技术能够减少桥梁结构在强震作用下的地震响应，自汶川地震以后，我国局部修订了公路、铁路桥梁的抗震设计规范[3,4]，并对桥梁减隔震技术提出了相关要求，这为我国桥梁减隔震技术的发展提供了良好的契机。减隔震技术是一种简便、经济、先进的工程抗震手段，大量的减隔震技术应用表明[5-8]，减隔震技术有助于提高桥梁结构的抗震性能。但是，诸多学者对隔震桥梁抵御近断层地震的可行性持不同意见。因此，有必要分析采用减隔震技术的高速铁路桥梁抵御近断层地震动的可行性。地震易损性是利用损伤概率分析结构破坏程度的一种很好的方法。通过易损性分可以更好地掌握高速铁路桥梁在近断层地震下的损伤情况。因此，本文将以现有的桥梁抗震理论和诸多的研究成果为基础，对近断层地震作用下的高速铁路桥梁进行地震易损性分析，并指出减隔震措施对高速铁路桥梁的地震反应控制效果，为提高我国高速铁路桥梁在近断层地震作用下的抗震性能和设计以及采取有效的抗震措施提供技术支撑和科学依据。

铅芯橡胶支座,基本构造

图 1-2 叠层橡胶支座基本构造图(lead-rubber bearings)期，新西兰学者 Robinson 和 Tucker[——铅芯橡胶支座，它是由普通叠铅芯形成的，其基本构造图如图 1能量吸收能力的金属。铅芯橡胶支吸收装置所构成的阻尼机构一体型支座凭借其优良的力学性能，较为。早在 1973 年，新西兰在跨度 17大利、法国、加拿大、美国、英国、重要结构中采用铅芯橡胶支座。上采用了铅芯橡胶支座，随后陆续标准 GB20688.2-2006《桥梁隔震橡提供了依据。下翼

【参考文献】