连续化上部结构的高铁桥采用功能分离型支座的抗震性能研究

作     者：梅梦琴 

作者单位：广州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：温留汉·黑沙

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：高速铁路桥梁 抗震性能 连续化 连续跨数 功能分离型支座 

摘      要：随着我国经济的飞跃发展,高速铁路的建设也进入一个全新的阶段,遍布我国的高速铁路网逐渐成型。作为高速铁路的特点之一就是大量的高架铁路桥。有些地区高架桥的比例高达80%以上。我国高速铁路建设速度快的同时,也有一些需要进一步提高完善的问题。我国地域辽阔,有很多高速铁路建设在地震多发且高烈度的地区。而我国还没有针对高速铁路桥的专用的设计规范,因此针对高速铁路桥在强震作用下的破坏机理和提高高速铁路桥梁抗震性能的研究十分必要。本文就是在这个前提下,针对高速铁路桥的破坏机理进行初步理论研究的同时,提出了全新的采用功能分离支座来提高高速铁路抗震性能的方法。首先连续化高速铁路桥梁的上部结构且改变支座为功能分离型新型支座,使高速铁路桥墩在强震作用下处于基本弹性状态以保证高速铁路桥的地震安全性。针对一座既有高速铁路桥梁进行了有限元分析验证了本方法的有效性。本文的主要研究内容如下:1、以按照现行铁路桥梁设计规范设计的跨度为32米的既有高速铁路桥梁为对象,建立了SAP2000的有限元模型。为了提高桥梁体系的抗震性能,将上部结构连续化,连续化跨数考虑3,5,6,8跨,以得到最优化的连续跨数。有限元分析时地震作用输入考虑了单向、双向以及三向地震动。输入加速度为9度罕遇地震动峰值加速度的0.64G。通过线性动力时程分析,研究地震动的输入方向组合对结构主要控制指标的影响2、针对连续化的桥梁,采用纤维铰模型进行非线性动力时程分析,分析工况为水平地震作用为0.2G、0.3 G、0.45 G、0.57 G、0.64 G。1)综合墩底反力、墩顶位移、上部梁端位移的地震响应,确定桥墩进入屈服状态的地震动水准。2)设置经参数优化后的新型隔震支座,进行非线性动力时程分析,确定连续化的最优化跨数。3、将功能分离型支座通过有限元软件模拟在已建成的简支梁型的高铁桥梁上,进行有限元分析验证了本方法的有效性,验证功能分离型支座的方便可行。