高速铁路桥抗震及减隔震分析

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近年来,经济的迅速发展促使了铁路的体制改革以及运输手段的技术创新,高速铁路应运而生。桥梁作为生命线工程的重要组成部分,一旦在地震中被破坏将造成严重的后果。而我国又位于地震多发地带,频繁的桥梁地震破坏给我们带来了深刻的教训。而且对高速铁路的抗震及减隔震研究相对较少,尤其是高阻尼橡胶支座在高速铁路的减隔震方面研究更是少之又少。本文主要对高速铁路桥墩进行抗震性能分析,在高阻尼橡胶隔震支座应用于高速铁路桥减隔震方面的分析具有一定的创新性;以长株潭城际简支梁桥为工程背景,通过使用Midas-civil桥梁有限元软件建立单墩模型以及简支梁模型,通过对单墩模型进行弯矩-曲率分析和静力弹塑性分析,对简支梁模型进行动力时程分析得出如下结论:(1)通过分析截面、纵筋强度、混凝土强度和轴压比等因素对弯矩-曲率的影响得出:在圆形、方形、矩形和圆端形截面中,圆端形截面抗震性能较好,而矩形抗震性能最弱。(2)对5m、9m、13m、17m、20m等五种墩高的桥墩进行静力弹塑性分析得出,能力谱和需求谱总有交点说明桥墩满足抗震需求,但是交点从桥墩的弹性区间逐渐转移到塑性区间,说明墩高的增加降低了桥墩的抗震性能。因此在进行桥墩抗震设计时要考虑到桥墩柔性的增加。(3)分析墩高、隔震支座类型、场地、设防烈度等因素对隔震率的影响得出:在不同墩高条件下,17m墩高时简支梁对地震动响应明显,隔震效果较好,对桥墩抗震有一定的借鉴效果;通过对摩擦摆式支座、高阻尼橡胶支座、铅芯橡胶支座等隔震率分析,高阻尼隔震橡胶支座对墩柱剪切破坏具有较好的隔震作用,铅芯橡胶隔震支座则主要对梁体位移的隔震效果较好;摩擦摆式减隔震支座对基底弯矩具有较好的减震效果。在不同场地和不同的设防烈度条件下对桥梁隔震率进行分析,高阻尼隔震支座Hollywood波、Sanfer波的隔震率都较大,隔震效果明显。在不同设防烈度时,在地震设防烈度为8度时,无论是顺桥向还是横桥向,墩顶位移隔震率都是最大,而梁体位移隔震率最小。
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