本文關(guān)鍵詞：FPS在高速鐵路簡支梁橋中的適用性研究

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【摘要】：摩擦擺支座(Friction Pendulum System,簡稱FPS)隔震性能優(yōu)越,有很好的耐久性和穩(wěn)定性,并能震后自行復(fù)位,在高速鐵路橋梁的減隔震設(shè)計(jì)中有較好的應(yīng)用前景。研究FPS在高鐵橋梁中的適用性有一定現(xiàn)實(shí)意義。本文以高鐵FPS隔震簡支梁橋?yàn)檠芯繉ο?主要開展了以下幾個(gè)方面的研究:(1)在查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對比了幾種常用減隔震裝置的特點(diǎn),分析了FPS在高鐵隔震橋梁中的優(yōu)勢,評述了橋梁FPS減隔震技術(shù)及無砟軌道約束等相關(guān)研究現(xiàn)狀。(2)分析了高鐵橋梁無砟軌道、主梁、橋墩以及FPS的計(jì)算模型,基于OpenSees建立了采用兩種常用無砟軌道的FPS隔震簡支梁橋一體化計(jì)算模型,研究了無砟軌道約束對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,無砟軌道約束對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有較大影響,CRTS II型板式無砟軌道能降低支座位移、橋墩位移及軌道內(nèi)力,在減隔震設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮。(3)通過模擬列車荷載,分析了結(jié)構(gòu)各設(shè)計(jì)參數(shù)對正常使用狀態(tài)下結(jié)構(gòu)使用性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,高鐵FPS隔震簡支梁橋應(yīng)設(shè)置足夠剛度的FPS抗剪螺栓,以滿足規(guī)范對結(jié)構(gòu)橫向自振基頻的要求;另外橋墩橫向線剛度對結(jié)構(gòu)橫向自振頻率的影響很大,在設(shè)計(jì)時(shí)不宜過小。(4)在結(jié)構(gòu)滿足正常使用狀態(tài)要求的前提下,研究了FPS的減隔震效果,結(jié)果表明,FPS能有效降低結(jié)構(gòu)縱向地震反應(yīng),但會增大上部結(jié)構(gòu)橫向的位移。通過參數(shù)分析發(fā)現(xiàn)FPS曲率半徑、摩擦系數(shù)及橋墩線剛度對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的影響較大,在設(shè)計(jì)時(shí)要合理選取。(5)針對FPS隔震橋梁上部結(jié)構(gòu)橫向位移大的特點(diǎn),利用在主梁底部安裝的型鋼擋塊來控制上部結(jié)構(gòu)橫向位移,研究結(jié)果表明,型鋼擋塊能有效減小上部結(jié)構(gòu)橫向位移,但同時(shí)會增加墩頂位移。在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)進(jìn)行擋塊參數(shù)敏感性分析,選取合適的參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：高鐵 簡支梁橋 無砟軌道約束 減隔震 FPS 地震反應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-18
• 1.1 課題的提出7-11
• 1.2 國內(nèi)外橋梁FPS減隔震技術(shù)的相關(guān)研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 FPS減隔震技術(shù)及其在橋梁上的應(yīng)用現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 軌道橋面系對高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)反應(yīng)影響的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 高速鐵路FPS隔震簡支梁橋有限元模型建立18-47
• 2.1 引言18
• 2.2 FPS減隔震支座18-22
• 2.2.1 FPS減隔震原理18-20
• 2.2.2 FPS計(jì)算分析模型20-21
• 2.2.3 支座抗剪螺栓模型21-22
• 2.3 高速鐵路板式無砟軌道22-36
• 2.3.1 CRTS I型板式無砟軌道23-24
• 2.3.2 CRTS II型板式無砟軌道24
• 2.3.3 橋面系無砟軌道計(jì)算模型24-36
• 2.4 高速鐵路簡支梁橋橋墩結(jié)構(gòu)計(jì)算模型36-41
• 2.4.1 纖維單元模型37
• 2.4.2 橋墩截面參數(shù)與纖維單元材料本構(gòu)關(guān)系37-40
• 2.4.3 橋墩截面剪切和扭轉(zhuǎn)剛度40-41
• 2.5 列車荷載作用41-42
• 2.6 高速鐵路FPS隔震簡支梁橋有限元模型建立42-45
• 2.6.1 工程概況42-44
• 2.6.2 計(jì)算模型44-45
• 2.7 輸入地震波的選取45-46
• 2.8 本章小結(jié)46-47
• 第三章 無砟軌道約束對高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)的影響47-62
• 3.1 引言47
• 3.2 無砟軌道約束的影響47-60
• 3.2.1 無砟軌道約束對結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響47-53
• 3.2.2 無砟軌道約束對高鐵FPS隔震橋梁縱向地震反應(yīng)的影響53-57
• 3.2.3 無砟軌道約束對高鐵FPS隔震橋梁橫向地震反應(yīng)的影響57-60
• 3.3 本章小結(jié)60-62
• 第四章 正常使用狀態(tài)下高鐵FPS隔震簡支梁橋適用性研究62-76
• 4.1 引言62
• 4.2 正常使用狀態(tài)下高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)變形和自振頻率限值規(guī)定62-64
• 4.3 正常使用狀態(tài)下高速鐵路FPS隔震簡支梁橋適用性的參數(shù)研究64-75
• 4.3.1 FPS屈服剛度對橋梁結(jié)構(gòu)變形和自振頻率的影響64-68
• 4.3.2 FPS抗剪螺栓對橋梁橫向自振頻率的影響68-69
• 4.3.3 橋墩線剛度對橋梁結(jié)構(gòu)變形和自振頻率的影響69-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第五章 地震作用下高鐵FPS隔震簡支梁橋抗震性能研究76-99
• 5.1 引言76
• 5.2 高鐵非隔震簡支梁橋有限元模型的建立76-77
• 5.3 高鐵FPS隔震簡支梁橋減隔震效果分析77-80
• 5.4 高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)參數(shù)研究80-92
• 5.4.1 FPS摩擦系數(shù)對高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)的影響80-83
• 5.4.2 FPS屈服剛度對高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)的影響83-85
• 5.4.3 FPS曲率半徑對高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)的影響85-89
• 5.4.4 橋墩線剛度對高鐵FPS隔震簡支梁橋地震反應(yīng)的影響89-92
• 5.5 橫向限位裝置對高鐵FPS隔震簡支梁橋橫向地震反應(yīng)的影響92-97
• 5.5.1 型鋼擋塊的計(jì)算模型93-94
• 5.5.2 擋塊碰撞計(jì)算模型94-95
• 5.5.3 考慮型鋼擋塊的高鐵FPS隔震橋梁有限元模型建立95
• 5.5.4 考慮型鋼擋塊的結(jié)構(gòu)橫向地震反應(yīng)參數(shù)研究95-97
• 5.6 本章小結(jié)97-99
• 第六章 結(jié)論與展望99-101
• 6.1 結(jié)論99-100
• 6.2 展望100-101
• 參考文獻(xiàn)101-106
• 致謝106-107
• 個(gè)人簡歷、在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文107

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