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高速铁路桥梁弹塑性地震响应分析

罗波夫  
【摘要】:随着国内外高速铁路的建设的快速发展,为保证线路的平顺性和稳定性以及立交节约土地等原因,往往可能建造连续几公里甚至几十公里的高架桥,这样地震发生时列车在桥上行驶的几率大为增加。同时高速铁路箱梁的质量和刚度较普通桥梁大得多,地震作用下地震反应也较普通桥梁大得多,地震作用将在结构设计中起到重要作用。既有车桥研究大多集中在弹性阶段,关于桥墩的试验大多集中在公路桥墩,关于低配筋率低轴压比的高速铁路桥梁的弹塑性抗震分析的研究还较少,故地震作用下的高速铁路桥梁的动力响应研究有着十分重要的意义。 本文首先介绍了车桥动力研究现状及地震作用下高铁桥梁国内外研究现状。进行了车辆模型的选取及简化、车辆参数和轨道随机不平顺样本的确定,桥梁单刚度矩阵的建立,桥墩弹塑性恢复力模型的确定,建立起地震作用下的车桥动力方程,给出车桥动力方程的数值求解方法;此基础上基于Matlab软件平台,编制考虑弹塑性的高速铁路桥梁地震响应分析程序。 其次采取ANSYS软件建立起地震作用下的车桥系统全桥模型,对车桥系统进行弹性地震响应分析,研究了车速、墩高以及不同地震波等不同参数对车桥系统地震响应的影响;同时由于我国多条高速铁路穿越软弱地基,需要考虑桩土作用的影响,本文建立墩底固结和考虑桩土两种全桥模型分析了桩土作用对桥梁地震响应的影响,得出一些有意义的结论; 最后对高速铁路常用桥墩进行弹塑性地震响应分析,利用弯矩-曲率分析程序计算截面弯矩及其曲率,此基础上建立罕遇地震作用下高速铁路32m简支梁桥模型,计算了不同墩高的弹塑性地震响应,分析了罕遇地震作用下的影响,得出分析结论。


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