高速铁路多跨简支拱形钢桁梁桥抗震性能研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:li132zhihua
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高速铁路多跨简支桥梁的发展在连接交通运输和国民经济生命线方面扮演着非常重要的角色。我国位于地震活跃地带,地震发生率高。地震的多发,使得桥梁结构发生破坏,给人类社会带来了极大危害。由此可见,对高烈度区的多跨桥梁结构的抗震分析是非常重要的一个环节。本文以某多跨简支拱形钢桁架梁桥为工程背景,基于多自由度空间结构地震响应分析理论,建立有限元模型,采用动力时程分析法分别对一致激励、行波效应、墩水耦合作用、设置粘滞阻尼器地震响应进行分析,并进行抗震性能研究。主要研究内容及结论如下:(1)基于有限元模型分析了结构的自振特性,利用动力时程分析法,研究了某多跨简支拱形钢桁梁桥在一致激励地震作用下的抗震性能。结果表明:一致激励下纵向+竖向地震动输入工况验算均满足要求,说明结构在纵向+竖向地震作用下抗震性能良好。一致激励下横向+竖向地震动输入工况设计地震下,支座的横向位移滞回曲线不饱满,并没有发挥良好的耗能作用。对结构主梁碰撞进行了地震响应分析,结果表明:主梁之间相对位移受碰撞影响位移增大。(2)对某多跨简支拱形钢桁梁桥进行了行波激励,并与一致激励进行了结果对比。结果显示:各桥墩之间的墩底剪力和墩底弯矩变化较大,有突然激增或减小现象,上部杆件竖杆内力变化幅度相比斜杆较小,支座滞回曲线饱满,抗震效果明显。(3)以多跨简支拱形钢桁梁为研究基础,分析地震作用下动水压力对桥墩以及整体结构的地震响应影响。分析显示:墩水耦合作用使得桥墩的墩顶位移、墩底内力响应和上部结构内力均有显著增大;地震横桥向激励下墩水耦合作用对多跨简支拱形钢桁梁桥响应的影响较纵桥向激励小;考虑墩水耦合作用,地震响应随着桥墩淹没深度的增加而增大。(4)分析设置粘滞阻尼器后桥梁的减震效果,并对桥梁进行了抗震性能验算,结果显示:设置粘滞阻尼器后,减震效果明显,桥梁强度、支座位移、支座剪力均处于弹性范围,延性验算结果满足正常使用要求。
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