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中国铁道科学2024年第03期:高速铁路自复位摇摆桥墩抗震性能分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周旺保;王晓婵娟;聂磊鑫;蒋丽忠;付豪;蒋智勇;

单位:中南大学土木工程学院;高速铁路建造技术国家工程研究中心;

摘要:基于OpenSEES平台分别建立4跨高速铁路传统简支梁桥和摇摆桥墩简支梁桥系统的有限元模型,并依据摇摆桥墩的基本抗震设防目标,设计摇摆桥墩耗能构件的面积和承载力。在考虑地震动随机性基础上,进行自复位摇摆桥墩在高铁桥梁系统中的抗震性能研究。结果表明:罕遇地震下自复位摇摆耗能装置能够有效降低墩底最大弯矩,减震率达20.26%,进而减少墩身损伤,但碰撞效应使墩底最大轴力放大了74.7%;墩底耗能构件基本进入塑性但未完全被破坏,可实现震后快速修复;摇摆桥墩的最大墩顶位移比传统桥墩增加了66%,但位移组成中可自复位的刚体旋转变形远大于弯曲变形,因此震后残余位移减少了35%;摇摆耗能机制对支座最大变形的减震率达12.3%,使主梁最大变形增大了约49%,但对其残余变形的影响在1 mm内;轨道约束会削弱桥墩摇摆行为,使墩顶最大位移减少了14%,但对墩顶残余位移无明显影响。

关键词:高速铁路;;自复位摇摆桥墩;;随机地震;;韧性抗震设计;;抗震性能

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52078487,U1934207,52178180);; 国家重点研发计划课题(2022YFB2302603,2022YFC3004304);; 湖南省科技人才托举工程项目(2022TJ-Y10)