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罕遇地震作用下高速铁路减隔震简支梁桥合理计算模型的探讨

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【作者】 卢皓

【Author】 LU Hao;China Railway First Survey and Design Institute Group Co.,Ltd.;Department of Bridge Engineering,Tongji University;

【机构】 中铁第一勘察设计院集团有限公司同济大学桥梁工程系

【摘要】 以往在分析减隔震桥梁的地震响应时,由于考虑到桥墩和基础应保持弹性工作状态,在基于强度的设计中偏于安全考虑桥墩一般采用毛截面刚度建立弹性梁单元模型。实际上,在罕遇地震作用下,桥墩墩底截面虽然未达到屈服状态,仍然会出现保护层混凝土开裂,并导致桥墩刚度降低。此时,应考虑对桥墩刚度进行适当修正以估计桥梁的各项地震响应参数,这也有利于实现减隔震桥梁基于位移的抗震设计。结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,分别采用弹塑性纤维梁柱单元、弹性梁柱单元、考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩建立3种计算模型,探讨适用于罕遇地震作用下的高速铁路减隔震桥梁的合理计算模型。结果表明,当罕遇地震作用下桥墩位移延性超过0.5时,考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩的计算模型能够较好地估计桥梁各项地震响应参数。

【基金】 国家重点基础研究发展计划(2013CB036302);中国博士后科学基金资助(2014M562526XB)
【所属期刊栏目】 桥梁 (2016年06期)

【创新点】减隔震桥梁合理计算模型研究
结合西部高速铁路中典型的简支梁桥结构形式,分别采用弹塑性纤维梁柱单元、弹性梁柱单元、考虑刚度修正的弹性梁柱单元模拟桥墩建立三种计算模型,探讨适用于罕遇地震作用下的高速铁路减隔震桥梁的合理计算模型。结果表明, 1、在计算低墩减隔震简支梁桥在罕遇地震作用下的墩底剪力、墩底弯矩、减震榫变形时,采用弹性梁柱单元计算模型(桥墩刚度取毛截面刚度)能够得到较为准确的计算结果,而墩底位移地震响应的计算结果会偏小。 2、随着墩高增加,桥墩自身质量对地震响应的贡献逐步增大,此时采用弹性梁柱单元计算模型(桥墩刚度取毛截面刚度)计算出的罕遇地震作用下的墩底剪力、墩底弯矩都偏大,而墩顶位移会偏小,偏差随着墩顶位移延性的增加而增大。 3、采用考虑桥墩刚度修正的弹性梁柱单元计算模型能够较好的模拟罕遇地震作用下的计算结果,尤其是当桥墩位移延性超过0.5时,在分析墩底剪力、墩底弯矩、减震榫变形、墩顶位移的地震响应时都能够得到较为准确的计算结果,该计算模型适用于中、高墩或位移延性较大的情况。

  • 【DOI】10.13238/j.issn.1004-2954.2016.06.011
  • 【分类号】U448.217
  • 【被引频次】2
  • 【下载频次】120
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