【摘要】：隨著鐵路路網的繼續(xù)發(fā)展和不斷完善,復雜地形下的鐵路高墩大跨連續(xù)剛構橋不斷涌現。若橋梁靠近活動斷層,其地震風險會大大增加,而既有對近場地震作用下鐵路高墩大跨度連續(xù)剛構橋的研究仍較少,因此,有必要對鐵路高墩大跨度連續(xù)鋼構橋的近場地震響應特性進行研究,為此類橋梁的抗震設計以及相關規(guī)范修編提供參考。本文以某鐵路高墩大跨連續(xù)剛構橋為背景,分別建立無車和有車(考慮橋梁結構上部列車活載)全橋有限元模型,對比分析了兩種橋梁模型的自振特性,并對其進行了反應譜法分析和彈塑性動力時程分析;以考慮橋梁上部活載的全橋模型為對象,研宄了鐵路高墩大跨剛構橋梁在遠場地震動和近場脈沖型地震動下的地震響應特性,并對不同脈沖參數下橋梁的響應進行了對比分析。論文主要開展了以下研究工作:(1)以某鐵路高墩大跨剛構橋為對象,分別建立了無車和有車(考慮列車活載)的有限元全橋模型,對比了兩者的結構自振特性。研宄表明高墩大跨剛構橋梁結構第一階振型的質量參與系數較普通中、小橋梁明顯下降,高階振型效應對此類橋梁動力響應的貢獻顯著。(2)參照《鐵路工程抗震設計規(guī)范》,對無車和有車全橋模型分別進行了多遇地震和設計地震動作用下橋梁結構的反應譜法分析。計算結果表明,在考慮列車活載作用時,主墩各截面內力響應均有所增加,高墩墩底的內力需求增長幅度相對低墩更大,故在鐵路高墩大跨連續(xù)剛構橋的抗震設計中,應考慮橋梁上部結構列車活載作用,并對高墩的設計加以重視。(3)以與《鐵路工程抗震設計規(guī)范》中罕遇地震反應譜匹配的人工地震波為輸入,分別對無車和有車全橋模型進行了動力時程分析,分析結果表明,兩種全橋模型的主墩均在墩頂處進入塑性屈服狀態(tài),考慮列車活載時主墩位移延性能力顯著降低,且墩頂塑性轉角顯著增大,墩頂位移也有所增大。(4)基于人工合成的近場地震動混合模擬法,分別生成了考慮方向性效應和滑沖效應的近場脈沖型地震動。并以考慮列車活載的全橋模型為對象,對比分析了鐵路高墩大跨剛構橋梁在遠場地震動、具有方向性效應的近場脈沖型地震動以及滑沖效應的近場脈沖型地震動下的響應特性。結果表明,相比遠場地震,近場脈沖型地震動對橋梁響應的影響顯著。在近場脈沖型地震動作用下,方向性效應對橋墩順橋向和橫橋向響應的影響均遠大于滑沖效應。
【圖文】：

圖１－３汶川地震橋梁支座破壞情況逡逑Ｆｉｇ邋１邋－３邋Ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂｒｉｄｇｅ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｉｎ邋Ｗｅｎｃｈｕａｎ邋ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ逡逑

ａ）汶川地震穿心店大橋梁體位移邐ｂ）汶川地震化肥廠小橋落梁逡逑圖１－４汶川地震橋梁上部梁體震害情況逡逑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）
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U448.23

【參考文獻】

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本文編號：2524926