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《北京交通大学》 2008年
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客运专线圆端形桥墩的抗震性能研究

贾红梅  
【摘要】: 客运专线以高速、安全、准时、方便、舒适的综合优势在世界得到了广泛发展,我国铁路也掀起了建设客运专线的新高潮。现行铁路抗震设计规范在桥梁抗震的设防标准、地震作用计算方法、抗震设计方法及抗震构造措施等方面,都比旧规范大大提高,但是该规范是针对普通铁路桥梁研究制定的,并不能直接适用于客运专线桥梁的抗震设计,这是由客运专线桥梁的质量大、刚度大、采用延性设计及高耐久性等设计特点所决定的。我国虽对客运专线设计进行了多年的前期研究,并已具有建成秦沈客运专线的成功经验,但对客运专线桥梁的抗震设防标准、性能目标、设计方法以及抗震性能等关键问题仍缺乏系统的理论和试验研究。因此,本文结合目前我国客运专线抗震设计中存在的不足,就客运专线低矮桥墩的墩顶反应系数、桥墩的弹塑性分析、桥墩实用简化延性抗震设计方法、桥墩抗震设防标准等问题进行了系统研究。主要研究工作如下: (1)介绍了本课题的选题背景和意义,从国内外高速铁路的发展状况、国内外高速铁路的结构形式,以及我国客运专线设计中存在的问题等方面,综合性地进行了论述,提出了客运专线桥梁抗震设计中存在的主要问题,并就某些亟需解决的问题进行课题研究。 (2)对客运专线的桥梁来说,由于基础均为群桩基础,客运专线的桥梁基础不能按刚性地基来计算,必须考虑结构与地基的相互作用对结构地震反应的影响。对于剪跨比较小的低矮桥墩,建立了桩-土-结构的实体单元计算模型;对于中等高度桥墩,通过对实体单元计算模型与梁单元计算模型的计算比较,认为梁单元能满足计算精度,且能大大降低工作量,所以建立了桩-土-结构的二维梁单元计算简化模型。选用了地基弹簧模拟土对桩基的实际约束功能;模型中考虑了土的附加质量、阻尼系数、地基系数等影响因素。 (3)提出适合客运专线桥梁的静力法抗震设计判定标准。本文以高度在4m以下剪跨比较小的圆端形低矮墩为研究对象,梁跨度为20m、24m、32m,选取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地各40条典型的地震波作为激励,考虑了不同的地基系数的影响,通过大量的弹塑性时程计算及数理统计分析,当频率在4.7~9.8Hz时,墩顶反应系数在1.0~1.2之间,变化不大,可以视为刚体考虑,直接按静力法进行计算。建立了客运专线刚性桥墩的计算简化模型,并通过算例证明了该方法的精确性。 (4)以4~20m中等高度的圆端形桥墩为研究对象,对地基条件、地震波及跨度等影响桥梁弹塑性地震反应特性的主要因素进行了比较分析,给出了这些因素对桥梁反应特性、屈服和破坏情况的影响规律;当基础先于桥墩屈服时,在满足运营要求条件下,选择空心截面以降低桥墩的屈服强度。经过对空心桥墩大量的分析研究,当0.3≤D_i/D≤0.7时,能够使桥墩的屈服强度降低,保证塑性铰出现在桥墩底部,桩基不屈服,解决了墩身和基础设计的不协调问题;对于桥墩先于基础屈服的情况,提出了延性设计原则及构造措施。 (5)针对桥墩先于基础屈服的情况,建立了这类桥墩的简化延性抗震计算模型,用简化计算方法来求出结构地震反应特征参数,并与时程分析方法计算结果进行比较,证明该模型在墩高15m以下时具有足够的工程抗震计算精度。 (6)给出了客运专线桥梁抗震设计的地震设防水准、性能目标,以及适用于客运专线桥梁抗震设计的分析方法及设计流程。设计过程分为四个基本步骤:概念设计、常遇地震下强度设计、罕遇地震下的位移设计和抗震构造措施设计。通过一座桥梁的抗震设计实例,给出了本文方法的具体操作过程和可行性。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U442.55

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 宗周红;夏坚;徐绰然;;桥梁高墩抗震研究现状及展望[J];东南大学学报(自然科学版);2013年02期
2 蒋丽忠;邵光强;姜静静;王辉;;高速铁路圆端形实体桥墩抗震性能试验研究[J];土木工程学报;2013年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 罗波夫;高速铁路桥梁弹塑性地震响应分析[D];中南大学;2011年
2 王辉;高速铁路圆端形空心桥墩抗震性能试验研究及理论分析[D];中南大学;2012年
3 姜静静;高速铁路圆端型实心桥墩抗震性能研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周定松,吕西林;延性需求谱在基于性能的抗震设计中的应用[J];地震工程与工程振动;2004年01期
2 侯爽,欧进萍;结构Pushover分析的侧向力分布及高阶振型影响[J];地震工程与工程振动;2004年03期
3 欧进萍,吴斌,龙旭;耗能减振结构的抗震设计方法[J];地震工程与工程振动;1998年02期
4 宋玉普,赵国藩;应变空间混凝土的破坏准则[J];大连理工大学学报;1991年04期
5 李妍,吴斌,欧进萍;弹塑性结构等效线性化方法的对比研究[J];工程抗震与加固改造;2005年01期
6 徐欣国,唐光武,郑罡;Push-over分析方法在双柱桥墩抗震性能评价上的应用[J];公路交通技术;2005年03期
7 胡永;;美国桥梁抗震规范中各桥墩抗剪强度计算公式的差异[J];中外公路;2007年02期
8 冯峻辉,闫贵平,钟铁毅;地震工程中的静力弹塑性(pushover)分析法[J];贵州工业大学学报(自然科学版);2003年02期
9 彭月;高速铁路桥梁设计特点[J];桥梁建设;1999年03期
10 乔健,王召祜;秦沈客运专线的桥式方案[J];桥梁建设;2000年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王喜军;秦沈客运专线桥梁结构及设计、施工技术研究[D];西南交通大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘纪陆;利用分段Lagrange插值函数求解梁的强迫振动[J];四川建筑科学研究;2000年04期
2 刘纪陆;利用Birkhoff多项式求解结构动力响应的新方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
3 王凤武,楼梦麟,徐人平,张立翔,王时越;混凝土单轴受压强度可靠度与置信度研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
4 孙建敏,赵晓华;考虑二次加载时碳纤维布加固混凝土梁挠度的简化计算方法[J];四川建筑科学研究;2004年03期
5 贾益纲,涂序庆;钢筋混凝土连续梁弯矩调幅法的非线性分析方法[J];四川建筑科学研究;2005年02期
6 孙俊,刘铮,刘永芳;工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期
7 李灿灿,陆洲导,李凌志;建筑结构基于性能的抗震设计[J];四川建筑科学研究;2005年05期
8 周定松;吕西林;蒋欢军;;钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震设计方法[J];四川建筑科学研究;2005年06期
9 徐港;卫军;王青;;基于WEB的结构仿真试验[J];四川建筑科学研究;2006年01期
10 魏锦涛;;液体粘滞阻尼器及其在土木工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛武军;;探讨深基坑监测中钢筋混凝土支撑梁轴力测试中的问题[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 霍越群;赵光宇;;利用ANSYS Solid65单元分析混凝土结构[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 朱虹;施嘉伟;吴智深;Hesham Diab;;快速荷载下FRP片材-混凝土界面性能试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 王震宇;王志从;潘晓兰;王代玉;;CFRP加固多层非延性RC框架的抗震性能分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
5 陈召;;振动法识别张弦结构的索力[A];第十一届后张预应力学术交流会论文集[C];2011年
6 李喆;孙丽;;埋地管道在地震反应谱作用下的动力响应分析[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 谭俊清;;包钢矿浆管线工程无缝管失圆度分析[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
8 邵龙;赵清;宁杰;吴延忠;;永磁磁力耦合器转子强度有限元分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
9 殷晓波;徐升桥;张世基;;晋中南铁路通道黄河特大桥基础设计[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
10 葛东明;;面向控制的弹性高超声速飞行器一体化解析式建模[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
2 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
3 杨凤莲;配置加强箍筋混凝土短柱力学性能试验研究[D];山东科技大学;2010年
4 蔺新丽;爆破震动作用下建筑结构动力响应研究及灾害控制[D];山东科技大学;2010年
5 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
6 李庆亮;轴流式转子轮毂关键部位的有限元分析[D];山东科技大学;2010年
7 宁小文;二阶弹塑性分析在钢结构抗震设计中的应用研究[D];安徽农业大学;2010年
8 易明;地震作用下渡槽结构的动力可靠度分析[D];郑州大学;2010年
9 李甲甲;钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法研究[D];郑州大学;2010年
10 徐新瑞;折线形先张法预应力混凝土箱梁受力性能的分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘庆华,阎贵平,陈英俊;低配筋混凝土桥墩抗震性能的实验研究[J];北方交通大学学报;1996年05期
2 周凌宇;伏荣;;重复荷载作用下栓钉连接件力学性能的试验研究[J];铁道科学与工程学报;2010年03期
3 王成博,史志利,李忠献;随机地震动场多点激励下大跨度连续刚构桥的地震反应分析[J];地震工程与工程振动;2003年06期
4 李建中,宋晓东,范立础;桥梁高墩位移延性能力的探讨[J];地震工程与工程振动;2005年01期
5 司炳君;李宏男;王东升;孙治国;王清湘;;基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(I):拟静力试验[J];地震工程与工程振动;2008年01期
6 艾庆华;李宏男;王东升;孟庆利;司炳君;;基于位移设计的钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究(Ⅱ):振动台试验[J];地震工程与工程振动;2008年03期
7 吕西林,卢文生;R.C.框架结构的振动台试验和面向设计的时程分析方法[J];地震工程与工程振动;1998年02期
8 艾庆华;王东升;李宏男;孟庆利;;钢筋混凝土桥墩地震破坏振动台试验研究[J];大连理工大学学报;2008年05期
9 宗周红;陈树辉;夏樟华;;钢筋混凝土箱型高墩双向拟静力试验研究[J];防灾减灾工程学报;2010年04期
10 欧智菁;陈宝春;;钢管混凝土格构柱发展和研究[J];福州大学学报(自然科学版);2008年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈敏海;钢管混凝土高墩大跨连续刚构桥地震响应分析[D];长沙理工大学;2010年
2 黄尚;高速铁路桥梁基于性能的抗震设计方法研究[D];中南大学;2011年
3 耿江玮;高墩延性性能及设计方法研究[D];重庆交通大学;2011年
4 王学民;锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能试验与恢复力模型研究[D];西安建筑科技大学;2003年
5 周文峰;结构地震动力反应分析中的混凝土恢复力模型的适用性研究[D];重庆大学;2003年
6 左晓明;钢筋混凝土桥墩试验研究及MARC有限元数值模拟[D];合肥工业大学;2005年
7 康文静;高墩设计理论研究[D];华中科技大学;2006年
8 徐国锋;高烈度区连续梁桥延性抗震设计初步研究[D];重庆交通大学;2009年
9 杜伟;考虑土—结构相互作用的客运专线双柱式桥墩抗震性能研究[D];北京交通大学;2009年
10 贺再兴;混凝土连续梁桥拓宽后抗震性能评价[D];长安大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 单德山,李乔;车桥耦合振动分析的数值方法[J];重庆交通学院学报;1999年03期
2 朱镜清;结构振动计算中传递矩阵法的应用问题[J];地震工程与工程振动;1984年01期
3 朱杰江,吕西林;钢筋混凝土框架-剪力墙结构推覆分析[J];地震工程与工程振动;2003年04期
4 吕西林,周定松;考虑场地类别与设计分组的延性需求谱和弹塑性位移反应谱[J];地震工程与工程振动;2004年01期
5 欧进萍,吴斌,龙旭;结构被动耗能减振效果的参数影响[J];地震工程与工程振动;1998年01期
6 欧进萍,吴斌,龙旭;耗能减振结构的抗震设计方法[J];地震工程与工程振动;1998年02期
7 解明雨,孙焕纯;桩基础的高层建筑弹塑性地震反应分析[J];大连工学院学报;1983年02期
8 汪慧,郑宪政;未来的大桥[J];国外桥梁;1998年01期
9 JUHANI,VIROLA,Eur,Iug-FEANI,荆秀芬;世界和芬兰的著名桥梁[J];国外桥梁;1999年02期
10 刘菊玖,杨继前,汪正兴;斜拉桥技术的最新演变[J];国外桥梁;2000年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汪日光;基于试验和有限元分析的钢筋混凝土桥墩抗剪性能研究[D];合肥工业大学;2005年
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1 刘仲武;;简析铁路客运专线桥梁高性能混凝土耐久性影响因素[J];现代城市轨道交通;2011年03期
2 贺方平;;铁路客运专线混凝土桥梁结构耐久性的关键施工技术控制[J];科技创新导报;2010年31期
3 朱英磊;张德莹;;客运专线桥梁施工质量控制[J];工程建设与设计;2006年S1期
4 ;2009专题预告之——桥梁焊接[J];电焊机;2009年07期
5 王喜军,申全增;秦沈客运专线桥梁新结构综述[J];铁道标准设计;2002年01期
6 张师岸;辽河特大桥圆端形桥墩的质量控制[J];铁道建筑;2001年S1期
7 刘振华;;铁路客运专线桥梁设计研究[J];科学之友(B版);2008年04期
8 吕伟杰;;客运专线接触网预埋过轨管方法的探讨[J];山西建筑;2010年06期
9 刘金良;;京津客运专线桥梁地段信号设备安装方法[J];铁路通信信号工程技术;2008年04期
10 辛学忠;秦沈客运专线桥梁结构技术分析[J];铁道建筑;2001年08期
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1 王俊峰;魏庆朝;时瑾;;高速客运专线运输组织模式及应用研究[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
2 谢静高;石锐华;;客运专线列控系统技术方案的探讨[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年
3 韩驹;;客运专线追踪列车间隔时分计算方法的初步探讨[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年
4 李超;;浅谈客运专线如何开行“夕发朝至”列车[A];铁路客运专线建设技术交流会论文集[C];2005年
5 ;浅谈客运专线简支箱梁的施工技术[A];“粤京港沪”四铁道学会第九届学会年会论文集[C];2005年
6 李建设;马彦启;;武广客运专线施工质量控制特点[A];中铁隧道集团2006年客运专线专题技术交流大会论文集[C];2006年
7 陈纪纲;;客运专线分区所设置形式比较[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
8 常翔;张献伟;;客运专线隧道施工技术浅析[A];隧道、地下工程及岩石破碎理论与应用——隧道、地下工程及岩石破碎学术研讨会论文集[C];2007年
9 钱征宇;;郑西客运专线湿陷性黄土工程技术的新进展[A];客运专线工程技术学术研讨会论文集(下)[C];2008年
10 马坤;;客运专线投入使用后既有线运输组织探讨[A];《河南铁道》2011年第1期[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 赵中庸 通讯员 黄启钊;中建铁路公司哈大客运专线建设连创佳绩[N];人民铁道;2008年
2 通讯员 周力图 记者 李巍;石太客运专线动车组4月1日开行[N];河北日报;2009年
3 本报记者 齐作权 本报通讯员 樊康屹;“和谐”动车:开往新时代[N];山西日报;2009年
4 记者 吕禹;真干真抓真办 全力推进工程建设[N];绍兴日报;2009年
5 本报记者 刘爱平;南北再添新通道[N];人民铁道;2009年
6 马进 杨文忠 李永娟 田强;长龙出太行 三晋加速度[N];山西经济日报;2009年
7 ;鞍山市人民代表大会常务委员会关于批准鞍山市盘海营铁路客运专线项目贷款偿贷资金纳入市财政预算的决议[N];鞍山日报 ;2009年
8 本报记者 黄颖;2013年 成都到西安仅需2小时[N];成都日报;2009年
9 张勇浩 记者 王代林;成渝客专地质勘测全线展开[N];四川日报;2009年
10 本报通讯员 吴腊梅;服务哈大客运专线的日日夜夜[N];人民铁道;2009年
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1 贾红梅;客运专线圆端形桥墩的抗震性能研究[D];北京交通大学;2008年
2 罗建;客运专线与既有线合理分工及协调优化研究[D];西南交通大学;2010年
3 余泽西;客运专线固定设备综合维修管理模式研究[D];西南交通大学;2009年
4 谢小淞;客运专线调度指挥关键技术问题研究[D];西南交通大学;2009年
5 王常峰;桥梁结构非线性地震反应研究(支座摩擦·限位装置·基础非线性)[D];兰州交通大学;2010年
6 张明亮;基于贝叶斯理论的材料非线性桥梁结构模型修正与损伤识别[D];吉林大学;2011年
7 李广慧;高速公路桥梁结构体系可靠性评估[D];中国地震局地球物理研究所;2005年
8 王若林;桥梁实时在线检测与健康监测若干问题研究[D];武汉大学;2005年
9 石雨;客运专线列车运行调整的策略、模型与算法[D];北京交通大学;2010年
10 刘万明;我国高速铁路客运专线主要技术经济问题研究[D];西南交通大学;2002年
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1 丁周旭;基于Vague集的客运专线线路走向方案比选研究[D];西南交通大学;2010年
2 孙加林;秦沈客运专线大号码道岔线型分析和动力响应研究[D];铁道部科学研究院;2004年
3 杜连涛;客运专线引入枢纽方案可拓评价研究[D];西南交通大学;2010年
4 雷位冰;秦沈客运专线无碴轨道铺设技术[D];西南交通大学;2003年
5 董二通;铁路枢纽中客运专线客运站的布局及站型选择研究[D];西南交通大学;2010年
6 伍林;秦沈客运专线一次性铺设无缝线路的施工技术[D];西南交通大学;2003年
7 武俊杰;铁路客运专线建设生态影响评价研究[D];西南交通大学;2010年
8 夏阳;客运专线运输组织相关问题研究[D];西南交通大学;2005年
9 王慧妮;客运专线列车运行调整模型及算法研究[D];西南交通大学;2006年
10 董守清;我国铁路客运专线综合维修天窗设置方式研究[D];西南交通大学;2005年
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