考虑轨道约束的高速铁路桥梁支座地震反应研究

发布时间：2017-05-03 07:14

  本文关键词：考虑轨道约束的高速铁路桥梁支座地震反应研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高铁桥梁大都比较长,几十跨乃至上百跨,且较多的使用无砟轨道结构。在地震作用下无砟轨道系统通过剪力齿槽和滑动层与桥梁相互作用使各跨间耦合效应增强。因此,有必要研究轨道约束对高速铁路桥梁支座地震反应的影响。本文以高铁多跨简支梁桥和连续梁桥为工程背景,结合CRTSⅡ型板式无砟轨道的结构特点,建立了传统模型和考虑轨道约束的有限元模型,研究了轨道约束对固定支座水平地震力的影响。主要研究工作如下:(1)通过查阅大量国内外文献资料,介绍了桥梁支座的震害、支座破坏的原因以及支座抗震的研究现状。(2)分别建立传统的和考虑轨道约束的简支梁桥和连续梁桥有限元模型,对其进行模态分析和多遇地震下的反应谱分析。结果表明:轨道约束使结构刚度增大,基频增大;轨道约束增大了不等墩高简支梁桥矮墩的支座地震力;轨道约束虽然增大了连续梁桥支座地震力但是影响程度较小。(3)设计地震下,研究了轨道系统参数对简支梁桥和连续梁桥固定支座水平地震力的影响。结果表明:轨道伸缩刚度和底座板与主梁摩擦系数对固定支座水平地震力影响较大,而端刺刚度的影响较小。(4)建立考虑轨道约束的有限元分析模型,研究了桥墩刚度、场地条件对支座水平地震力的影响规律。基于研究结果提出了新的支座水平力计算建议公式,并结合实际桥梁进行验证。(5)在罕遇地震下,研究了考虑桥墩弹塑性后轨道约束对简支梁桥固定支座水平地震力的影响。结果表明:当墩高相等时,固定支座水平地震力响应峰值减小;当墩高不等时,高墩的支座水平地震力响应峰值有所减小,而矮墩的支座水平地震力峰值响应有所增大。
【关键词】：高速铁路 轨道约束 固定支座 弹塑性 水平地震力
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 研究的背景及意义9-13
• 1.1.1 研究背景9-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 高速铁路桥梁常用支座简介13-16
• 1.2.1 盆式橡胶支座14-15
• 1.2.2 球型钢支座15-16
• 1.3 铁路桥梁支座抗震研究现状16-18
• 1.4 本文的研究内容18-19
• 2 多遇地震下轨道约束对支座水平地震力的影响19-32
• 2.1 桥梁结构地震反应分析方法19-21
• 2.1.1 静力法19
• 2.1.2 反应谱法19-20
• 2.1.3 动态时程分析法20-21
• 2.2 轨道约束对简支梁桥固定支座水平地震力的影响21-28
• 2.2.1 工程背景21-23
• 2.2.2 计算模型及参数23-26
• 2.2.3 轨道约束对简支梁桥动力特性的影响26
• 2.2.4 简支梁桥固定支座水平地震力26-28
• 2.3 轨道约束对续梁桥固定支座水平地震力的影响28-30
• 2.3.1 工程背景28
• 2.3.2 计算模型及参数28-29
• 2.3.3 轨道约束对连续梁桥动力特性的影响29
• 2.3.4 连续梁桥固定支座水平地震力29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 3 设计地震下轨道约束对支座水平地震力的影响32-43
• 3.1 概述32-33
• 3.2 轨道约束对简支梁桥固定支座水平地震力的影响33-35
• 3.2.1 模型建立33
• 3.2.2 轨道系统伸缩刚度对支座地震力的影响33-34
• 3.2.3 端刺刚度对支座地震力的影响34
• 3.2.4 底座板与主梁间纵向阻力对支座地震力的影响34-35
• 3.3 轨道约束对连续梁桥固定支座水平地震力响应的影响35-39
• 3.3.1 模型及参数35
• 3.3.2 轨道约束对连续梁固定支座水平地震力响应35-38
• 3.3.3 轨道系统参数对支座地震力的影响38-39
• 3.4 固定支座水平地震力验算39-41
• 3.4.1 支座水平地震力规范计算值39
• 3.4.2 支座水平地震力验算39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 4 设计地震下下部结构对支座水平地震力的影响43-52
• 4.1 地震波的选取43-44
• 4.2 桥墩刚度对固定支座水平地震力的影响44-48
• 4.2.1 桥墩刚度对简支梁桥固定支座水平地震力的影响44-46
• 4.2.2 桥墩刚度对固定支座水平地震力增大系数的影响46-48
• 4.3 场地条件对固定支座水平地震力的影响48-49
• 4.4 固定支座水平地震力建议公式49-51
• 4.4.1 建议公式49-50
• 4.4.2 与规范计算结果对比分析50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 罕遇地震下轨道约束对支座水平地震力的影响52-70
• 5.1 概述52
• 5.2 桥梁结构弹塑性地震响应分析52-55
• 5.2.1 动力弹塑性分析的运动方程52-53
• 5.2.2 Newmark-β 法53-55
• 5.3 材料本构模型55-58
• 5.3.1 约束混凝土本构模型55-56
• 5.3.2 无约束混凝土本构模型56-57
• 5.3.3 钢筋的本构关系57-58
• 5.4 桥墩截面弯矩—曲率分析58-59
• 5.4.1 桥墩基本参数58
• 5.4.2 桥墩截面弯矩—曲率分析结果58-59
• 5.5 桥墩弹塑性恢复力模型59-60
• 5.6 分析模型及计算参数60-61
• 5.6.1 分析模型60-61
• 5.6.2 计算参数61
• 5.7 罕遇地震下弹塑性时程分析结果61-68
• 5.7.1 等墩高时弹塑性分析结果61-64
• 5.7.2 不等墩高时弹塑性分析结果64-68
• 5.8 本章小结68-70
• 结论与展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-76
• 攻读学位期间的研究成果76

【参考文献】

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本文编号：342539