铁路桥抗震分析报告
高速铁路桥梁的抗震性能研究
高速铁路桥梁的抗震性能研究1. 引言高速铁路桥梁的抗震性能一直是工程设计的重要考虑因素之一。
随着现代社会的发展,高速铁路的日益普及,如何保证桥梁在地震发生时的安全性成为了工程师们亟需解决的问题。
本文旨在探讨高速铁路桥梁抗震性能的研究成果及相关工程设计方法。
2. 高速铁路桥梁的地震破坏机理高速铁路桥梁在地震作用下的破坏机理主要包括桥梁本体结构的变形和地基土壤的液化。
地震力对桥梁结构产生的影响取决于桥梁的自振周期、初始振幅以及地震波的特征。
桥梁结构的地震反应可以通过弹性响应分析、非线性分析以及结构动力试验等方法进行评估。
3. 高速铁路桥梁抗震性能的优化设计为了提高高速铁路桥梁的抗震性能,设计阶段需要考虑以下几个方面:3.1 结构抗震设计准则:按照地震烈度等级确定结构的设计参数,采用适当的地震准地加速度、地震能量和峰值加速度等参数进行设计。
3.2 结构抗震形式:采用适当的结构形式,如刚性框架、悬索桥、钢箱梁桥等,以提高结构的刚度和耐震能力。
3.3 结构抗震增强措施:采用加筋、加强节点连接、增加减震装置等措施,提高结构的抗震性能。
3.4 土壤改良措施:通过加固地基、降低地基液化风险等措施,减小地基对桥梁结构的不利影响。
4. 高速铁路桥梁抗震性能的研究方法4.1 数值模拟方法:借助有限元、离散元、边界元等数值方法,对桥梁结构在地震作用下的动力响应进行仿真。
4.2 结构动力试验方法:通过对实际桥梁结构进行地震振动试验,观测结构的响应,验证数值模拟结果的准确性。
4.3 土壤液化模型试验方法:模拟桥梁地基土壤的液化行为,揭示液化对桥梁结构的影响规律。
5. 高速铁路桥梁抗震性能研究的应用实例以某高速铁路桥梁为例,结合实际工程,对桥梁的抗震性能进行分析和设计。
利用数值模拟方法,计算土壤液化风险和桥梁结构的地震反应,优化设计方案,提高桥梁的抗震性能。
6. 结论本文对高速铁路桥梁的抗震性能研究进行了综述。
通过对桥梁抗震性能的分析和设计,可以提高桥梁在地震发生时的安全性和稳定性。
铁路曲线梁桥抗震设计分析-10页
E1 A(uz kux k z y1 ) mAuz f z
kE1I y (uy kz ) Gu1Ic (z kuy w) GIk (z kuy) mA( s2 y1ux x1uy ) E1A(uz kux kz y1)ky1 mz
E1I w w Gu1I c ( z kuy w) mI ww bw
曲线梁中拉压、弯曲、扭转互相耦合,这是与空间直梁单元的不同之处
3
2 结构计算模型
2#墩
2#墩
3#墩
5#墩
4#墩
连续刚构桥简图
3#墩
5#墩
4#墩
连续梁桥简图
4
3 铁路曲线梁桥地震响应特征分析 (一)
➢ 计算工况:
场地土类型 震源 曲率半径 地震波方向 结构形式 3 × 2 × 15 × 6 × 2
1500 1000
500 0
0 15 30 45 60 75 90 水平地震动的输入角(度)
轴力
竖向剪力
横向剪力
30000 20000 10000
0
0 15 30 45 60 75 90 水平地震动的输入角(度)
扭矩
横向弯矩
竖向弯矩
3#墩顶梁截面内力
轴力、竖向剪力和竖向弯矩随输入角的增大而减小 ; 横向剪力和横向弯矩随输入角的增大而减小 ; 扭矩随输入角的增大而略微减小 。
共:1080
5
3 铁路曲线梁桥地震响应特征分析 (二)
➢ 地震动不同输入方向的影响——位移:
位移值(厘米) 位移值(厘米)
3.0 2.0 1.0 0.0
0 15 30 45 60 75 90
水平地震动的输入角(度)
6.0 4.0 2.0 0.0
0 15 30 45 60 75 90
铁路桥梁抗震性能研究与优化方法
铁路桥梁抗震性能研究与优化方法铁路桥梁作为铁路运输系统的重要组成部分,其抗震性能直接关系到铁路运输的安全和稳定。
在地震等自然灾害频繁发生的背景下,对铁路桥梁抗震性能的研究和优化显得尤为重要。
一、铁路桥梁抗震性能的影响因素(一)桥梁结构形式不同的桥梁结构形式在抗震性能上存在差异。
例如,简支梁桥结构简单,但在地震作用下的变形能力相对较弱;连续梁桥和刚构桥整体性较好,能够更好地抵抗地震力。
(二)桥梁材料桥梁所使用的材料性能对其抗震能力有着关键影响。
高强度、高韧性的材料能够提高桥梁的承载能力和变形能力,从而增强抗震性能。
(三)墩柱的设计墩柱是桥梁结构中承受地震力的主要构件。
墩柱的高度、直径、配筋等设计参数直接影响其抗震能力。
(四)基础类型基础的稳定性对于桥梁在地震中的表现至关重要。
良好的基础能够有效地传递地震力,减少桥梁结构的振动。
二、铁路桥梁抗震性能的研究方法(一)理论分析通过建立数学模型,运用力学原理和结构动力学知识,对桥梁在地震作用下的响应进行计算和分析。
(二)实验研究包括振动台实验和拟静力实验。
振动台实验可以模拟真实的地震作用,观察桥梁结构的动态响应;拟静力实验则用于研究桥梁构件在反复荷载作用下的力学性能和破坏模式。
(三)数值模拟利用有限元软件等工具,对桥梁结构进行建模和分析,预测其在地震中的行为。
三、铁路桥梁抗震性能的优化策略(一)优化结构设计合理选择桥梁的结构形式,如采用减隔震设计,通过设置减隔震装置来吸收和耗散地震能量。
(二)改进材料性能研发和应用新型高性能材料,提高桥梁结构的强度和韧性。
(三)加强墩柱设计优化墩柱的尺寸、配筋和构造,提高墩柱的抗弯、抗剪能力。
(四)优化基础设计选择合适的基础类型,确保基础具有足够的承载能力和稳定性。
(五)设置抗震防线在桥梁结构中设置多道抗震防线,当第一道防线失效时,后续防线能够继续发挥作用,保证桥梁的整体安全。
四、实际案例分析以某铁路桥梁为例,该桥在设计时充分考虑了抗震性能。
罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析
罕遇地震作用下高速铁路简支梁桥抗震性能分析卢皓【摘要】The simply-supported girder bridges cover a vast majority of railway line, and the seismic performance of the bridges need to studied intensively. To further study the simply-supported girder of high-speed railway in West China, a nonlinear numerical analysis model is established on the basis of the fiber unit to simulate the pier. With suitable simulation hypotheses of the fixed bearing dynamics performance, the nonlinear time history analysis is conducted to study the elastic-plastic seismic response and the damage mode under rare earthquakes. The calculation results show that the damage degree of bridge pier below 20 m height in transverse direction of bridge is heavier than that in longitudinal direction. In general, the pier has a better seismic performance. In view of the bearing failure under strong earthquake motion, reasonable control of relative displacements between superstructure and the pier should be addressed in seismic design of simply-supported girder of high-speed railway.%简支梁桥在高速铁路中占到了极高的比例,其抗震性能值得深入研究。
铁路桥梁的抗震设计与分析
铁路桥梁的抗震设计与分析铁路作为现代交通运输的重要方式,其桥梁的安全性至关重要。
在地震等自然灾害面前,铁路桥梁需要具备足够的抗震能力,以保障铁路运输的畅通和乘客的生命财产安全。
本文将对铁路桥梁的抗震设计与分析进行详细探讨。
一、铁路桥梁抗震设计的重要性铁路桥梁通常跨越河流、山谷等地形,是铁路线路中的关键节点。
一旦在地震中受损,不仅会导致铁路运输中断,还可能引发次生灾害,造成巨大的经济损失和社会影响。
例如,强烈的地震可能导致桥梁坍塌,使列车脱轨,威胁乘客生命安全;也可能损坏桥梁的基础和支撑结构,影响桥梁的长期稳定性。
因此,进行科学合理的抗震设计是确保铁路桥梁在地震中安全可靠的关键。
二、地震对铁路桥梁的影响地震作用下,铁路桥梁可能会受到多种形式的破坏。
首先是水平地震力引起的桥梁结构的位移和变形。
桥梁的梁体、墩柱等部件可能会因水平力而发生相对位移,导致连接部位的破坏,如支座的损坏、伸缩缝的失效等。
其次,竖向地震力也不可忽视。
它可能会增加桥梁结构的竖向荷载,导致桥墩的受压破坏,或者使梁体与桥墩之间的接触面产生过大的压力,影响结构的整体性。
此外,地震还可能引发地基的液化和不均匀沉降,从而削弱桥梁基础的承载能力,导致桥梁倾斜甚至倒塌。
三、铁路桥梁抗震设计的原则1、多防线设计原则在抗震设计中,应设置多重抗震防线,避免因单一构件的破坏而导致整个结构的倒塌。
例如,除了主要的承载构件外,还应考虑次要构件和连接部位的抗震性能,形成相互协同的抗震体系。
2、能力设计原则通过合理的设计,确保结构中的关键构件和部位具有足够的强度和延性,能够在地震中承受较大的变形而不发生脆性破坏。
3、整体性原则注重桥梁结构的整体性,使各个构件之间能够有效地协同工作,共同抵抗地震作用。
加强连接部位的设计,确保力的传递顺畅。
4、经济性原则在满足抗震性能要求的前提下,尽量降低工程造价,通过优化设计方案,选择合适的材料和结构形式,实现经济与安全的平衡。
铁路桥隧连接段多阶段自适应协同抗震体系及其性能研究
铁路桥隧连接段多阶段自适应协同抗震体系及其性能研究目录一、内容简述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 国内外研究现状综述 (4)3. 研究内容与方法 (5)二、铁路桥隧连接段抗震分析理论基础 (6)1. 桥墩与隧道结构的地震反应分析方法 (7)2. 连接段的力学特性及简化模型 (8)3. 抗震设防标准与要求 (10)三、多阶段自适应协同抗震体系设计 (11)1. 设计原则与目标 (13)2. 多阶段自适应协同抗震体系架构 (14)3. 关键技术与实现方法 (15)四、仿真分析与实验验证 (16)1. 数值模拟与分析方法 (18)2. 实验设计与实施过程 (19)3. 结果对比与验证 (20)五、多阶段自适应协同抗震体系的性能评估 (21)1. 抗震性能评价指标体系 (22)2. 不同地震动下的性能表现分析 (23)3. 体系优化与改进建议 (24)六、结论与展望 (25)1. 研究成果总结 (26)2. 存在问题与局限性分析 (27)3. 未来发展趋势与展望 (29)一、内容简述地震对铁路桥隧连接段的影响:分析地震波动特性及其对铁路桥隧连接段造成的破坏机制和影响程度,为后续研究提供基础。
多阶段自适应协同抗震体系的概念:介绍该体系的设计理念,即在不同地震阶段,通过自适应调整,实现协同抗震,提高结构整体抗震性能。
抗震体系的构成与工作原理:详细阐述该体系的构成,包括关键部件、材料、结构形式等,并解析其工作原理,阐明如何在不同地震阶段实现自适应调整。
铁路桥隧连接段性能研究:分析采用多阶段自适应协同抗震体系的铁路桥隧连接段的动态特性、承载能力、变形性能等,评估其抗震性能。
实验研究与数值模拟:通过模型试验、振动台试验等实验手段,结合数值模拟方法,对提出的抗震体系进行验证和优化。
实际应用与前景展望:介绍该体系在铁路桥隧连接段的实际应用情况,分析其推广应用的潜力和前景,并提出进一步的研究方向和建议。
本研究旨在提高铁路桥隧连接段的抗震性能,为保障铁路运输安全和畅通提供技术支持。
武汉铁路桥现状分析报告
武汉铁路桥现状分析报告1. 引言武汉铁路桥作为武汉市的重要交通基础设施之一,连接了中原地区和华南地区的铁路交通网络。
本报告旨在分析武汉铁路桥的现状,包括桥梁结构、安全状况、运营情况等方面的内容,以便于更好地了解该桥梁的状况并提出改进建议。
2. 桥梁结构武汉铁路桥由多个桥梁组成,主要包括大桥和小桥。
大桥采用钢箱梁结构,每个箱梁由多个横梁和纵梁组成,横梁和纵梁之间通过焊接连接。
小桥则采用简支梁结构,由混凝土预制梁组成。
3. 安全状况根据最近的安全检查报告,武汉铁路桥整体的安全状况良好。
大桥的钢箱梁结构经过多次检测和加固,抗震性能较强。
小桥的混凝土预制梁在使用过程中没有出现明显的裂缝或变形。
然而,由于桥梁长期受到列车的震动和荷载的作用,仍需定期检查和维护,以确保桥梁的安全运营。
4. 运营情况武汉铁路桥是一个重要的交通枢纽,每天承载数以万计的列车和乘客。
目前,铁路桥的运营效率相对较高,列车的通行速度稳定,乘客的出行体验良好。
但是,随着武汉城市的发展和交通需求的增加,武汉铁路桥的运营压力也在逐渐增加。
5. 改进建议为了更好地满足未来的交通需求,提高武汉铁路桥的运营效率,我们提出以下改进建议:5.1 增加通道容量可以考虑在适当的位置增加铁路通道,以提高武汉铁路桥的通行能力。
这可以通过扩建现有桥梁或在附近建设新的通道来实现。
5.2 加强桥梁维护定期对武汉铁路桥进行全面检查和维护,包括钢箱梁和预制梁的检查、防锈处理和加固等。
同时,加强对桥梁结构的监测,及时发现并处理任何结构问题。
5.3 引入智能交通技术可以考虑引入智能交通技术,如智能信号控制系统、列车调度系统等,以提高铁路桥的运行效率和安全性。
5.4 加强安全管理加强对武汉铁路桥的安全管理和监督,确保桥梁的正常运营和乘客的安全出行。
同时,建立健全的应急预案,以应对突发事件。
6. 总结本报告对武汉铁路桥的现状进行了分析,包括桥梁结构、安全状况和运营情况。
通过对该桥梁的分析,我们发现其整体状况良好,但仍需定期检查和维护,以确保安全运营。
大桥抗震分析报告书
大桥抗震分析报告目录一、工程概况 (1)二、设计规和标准 (3)三、设防标准、性能目标及计算方法 (3)六、地震作用参数 (4)七、桥墩顺桥向抗震计算.... 错误!未定义书签。
八、桥墩横桥向水平地震力及抗震验算 (24)九、结论 (36)一、工程概况某路XX大桥为两联等截面连续梁,每联为四跨(4×40m),总桥面宽为33.5m由左右两半幅桥面组成,每半幅桥的上部结构均由5片预应力混凝土小箱梁组成(见图1.2)。
下部结构采用等截面矩形空心薄壁墩、直径1.5m为桩基础。
桥跨的总体布置见图1.1。
台墩墩墩墩墩墩墩台第1联第2联图1.1 XX大桥立面示意图图1.2 上部结构断面图图1.3 下部结构构造图联间墩设GYZ450X99型圆形板式支座,每片梁下为两个支座,联端为活动盆式支座。
桥上二期恒载(含桥面铺装、栏杆、防撞墙和上水管等)为21.7kN/m。
主梁为C50混凝土、盖梁和桥墩为C35混凝土,桩基础为C25混凝土。
主梁混凝土的容重取26 kN/m3、其它的容重取25 kN/m3,混凝土的其它参数均按现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》取值,见表1.1。
表1.1 计算参数取值混凝土弹模(107kPa)基础土对桩基础对的约束作用采用弹簧模拟,弹簧的刚度用m法计算。
查《公路桥涵地基=2与基础设计规》(JTG D63-2007),静力计算时土的m值取10000kN/m4,动力计算时处取m动×m=20000 kN/m4。
桩径d=1.5m,桩形状换算系数kf=0.9,桩的计算宽度b=1.0×0.9×(1.5+1)=2.25m。
建立有限元模型,桩基划分为单元长1m,在每个节点设水平节点弹性支承,弹簧刚度:K=1×2.25×20000×Z=4500Z(kN/m)式中,Z为设置弹簧处距地面的距离。
二、设计规和标准1、设计规(1)《城市桥梁设计准则》(CJJ 11-93)(2)《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ 77-98)(3)《公路桥涵设计通用规》(JTG D60-2004)(4)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTG D62-2004)(5)《公路桥涵地基与基础设计规》(JTG D63-2007)(6)《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)2、设计标准:(1)立交等级:城市枢纽型互通式立交;道路等级:城市I级主干道(2)设计荷载:城-A级(公路-I级)(3)设计基准期:100年(4)设计安全等级:二级;结构重要性系数:1.0(5)抗震设防烈度8度,设计地震加速度峰值0.20g(6)场地类别为II类场地,特征周期0.40s三、设防标准、性能目标及计算方法根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)(以下简称“抗震细则”)的规定,进行本工程的抗震设计和计算。
铁路桥抗震分析报告
北京地铁十四号线芦井路站至张仪村站跨丰沙铁路高架区间桥梁抗震性能分析报告浙江大学建筑工程学院交通工程研究所二O一二年四月杭州北京地铁十四号线芦井路站至张仪村站跨丰沙铁路高架区间桥梁抗震性能分析报告报告编写:谢旭,王彤,殷平浙江大学建筑工程学院交通工程研究所二O一二年四月杭州目录1 工程概况 (1)1.1 概况综述 (1)1.2 主要材料 (3)2 研究内容、规范及标准 (3)2.1研究内容 (3)2.2计算程序 (4)2.3 参考规范及技术标准 (4)3 抗震设防目标 (4)4 地震动参数 (5)4.1设计地震加速度反应谱曲线 (5)4.2设计地震动时程 (6)5 抗震安全性验算要求 (9)5.1多遇地震作用时的强度要求 (9)5.2罕遇地震作用时的支座强度 (10)5.3罕遇地震作用时的变形要求 (10)6 桥梁地震反应分析 (11)6.1结构有限元计算模型的建立 (11)6.1.1 有限元计算模型 (11)6.1.2 截面的弯矩-曲率关系 (13)6.1.3 阻尼 (15)6.1.4 边界条件 (16)6.1.5 结构动力特性 (16)6.2多遇地震作用下的结构内力计算 (18)6.3多遇地震工况下结构强度验算 (18)6.4罕遇地震作用下桥墩延性验算 (19)6.4.1 墩底屈服状态判别 (19)6.4.2 延性验算 (19)6.4.3 弯矩曲率曲线关系图 (20)6.5支座强度验算 (24)7 结论 (25)1工程概况1.1概况综述北京地铁14号线是北京市轨道交通线网中一条连接东北、西南方向的轨道交通“L”型骨干线,其定位为大运量等级的线路,既服务于中心城中心地区,同时服务于外围的边缘集团,其兼顾交通疏解和引导发展的功能。
线路沿线经过丰台、东城、朝阳三个行政区。
线路西起丰台区永定河以西的张郭庄,终点为朝阳区的善各庄,线路全长47.7km,共设车站36座。
受北京城建设计研究总院有限公司的委托,浙江大学建工学院交通工程研究所承担了地面高架桥梁的结构地震响应分析计算工作。
铁路桥梁水平向地震反应分析
铁路桥梁水平向地震反应分析我国的公路、铁路等交通基础设施在建设过程中,一直都非常注重工程结构的稳定性和耐久性。
特别是在地震等特殊自然灾害面前,铁路桥梁工程的抗震设计和安全性就显得尤为重要。
近年来,我们国家在公路、铁路交通运输建设方面,进行了大量的投资和建设。
在其中铁路交通方面,特别是高铁的建设规模和数量,更是迅猛发展,施工和完工的大型桥梁数量也越来越多,极大提高了我国的交通运输条件,也推动了科技革新,让我们的经济社会更快地向前迈进。
作为高速通过多种复杂地质条件的线路,铁路桥梁在地震作用下面对于综合稳定性容性所要求的影响和复杂程度不可忽视。
因此,进行铁路桥梁的地震反应分析,就变得格外的重要了。
抗震设计,就是通过科学的方法来控制破坏的范围和程度,达到减轻地震灾害、减小经济损失的目的。
一般情况下,抗震设计是建筑结构工程方面的重要内容。
现在,关于抗震设计的研究和开发可谓是取得了长足的进步。
在土木工程方面,抗震设计已经成为了一个独立的领域,由各个公司和机构研发最佳的抗震设计方案,以保证结构的安全性和耐震性。
首先,我们需要对铁路桥梁抗震设计的相关规范进行了解和掌握。
我国针对高速铁路桥梁的水平向地震反应分析,颁布了相关的规范和标准,例如《铁路高速线土建工程抗震设计规范》和《高速铁路桥涵及隧道抗震设计规范》等,这些规范和标准里包含了大量的细节规定以及具体的实施方案等,从而为我们的工程抗震设计提供了一定的指导和依据。
其次,在进行铁路桥梁的地震反应分析时,需要先采取一系列的物理、力学模型来描述铁路桥梁与地基之间的相互作用关系和变形特性,然后判断桥梁的稳定性和抗震性。
最后,在具体实施铁路桥梁的地震反应分析时,我们需要考虑一些关键因素和影响因素。
例如桥梁自身的受力特性、地形和地质条件、震源的位置和强度等,这些因素在进行抗震设计和分析时都需进行全面、系统的考虑。
综上所述,铁路桥梁水平向地震反应分析,从理论到实践,都需要全面、深入的研究和探索,以确保设计的安全可靠性,从而为高效、安全、稳定的铁路交通运输提供坚实的基础和支撑。
轨道交通高架桥梁(65+110+65)m连续梁抗震性能分析
本 桥为 南京 地铁 宁 天城 际一期 工程 跨越 马汊 河 而设 , 考虑 桥下 V 级 航 道 的通 行 及 泄 洪 要 求 , 采 用
了( 6 5 + 1 1 0+ 6 5 ) m连续梁方案。连续梁采用单箱
单 室 直腹 板 箱 形 截 面 , 梁高 3 . 6~7 . 0 m, 梁宽 8 . 8
图2 ( 6 5 4 - 1 1 0+6 5 ) m连续梁计算模 型
表3 ( 6 5 4 - 1 1 0+ 6 5 ) L T L 连续梁多遇地震反应谱 内力
其中 2号主墩为固定墩 , 3号主墩 、 1号边墩 、 4
号边 墩为 活动 墩 。根 据 图 2全 桥 有 限元 模 型 , 对 该 桥 进 行 了模 态分析 , 并 且 以此 动 力 特 性 为 基 础进 行 结 构 地震 响应 计算 。本文 主要分 析 了连续 梁结 构 前 8阶频 率 , 频 率值 和振 型描 述详 见表 1 。
E —ma i l : 1 6 3
一
2 ) 线路 : 双线直线 , 线间距 3 . 6 m;
3 ) 轨道 结构 : 无 砟轨 道 ;
a j i n g @1 6 3 . c o n r
2 2 6
四川建筑科学研究
第4 0卷
4 ) 设 计 活载 : 4列 编组 , 轴重 1 4 0 k N; 5 ) 二 期恒 载 : 8 5 k N; 6 ) 地 震力 : A = 0 . 1 5 g , T= 0 . 4 5 S 。
中图分类号 : U 4 4 2 . 5 5 文献标 志码 : B 文章编号 : 1 0 0 8— 1 9 3 3 ( 2 0 1 4 ) 0 l 一 2 2 5— 0 4
0 前 言
铁路桥梁抗震设计思路分析
铁路桥梁抗震设计思路分析发布时间:2021-12-02T02:35:17.182Z 来源:《工程管理前沿》2021年第19期作者:史建朋[导读] 随着我国交通建设力度的不断加强,提升我国铁路桥梁的建设水平也逐渐提上日程。
史建朋重庆市市政设计研究院有限公司 400000摘要:随着我国交通建设力度的不断加强,提升我国铁路桥梁的建设水平也逐渐提上日程。
铁路桥梁的抗震设计工作中应完善设计规划、设计方案,保证整体设计工作的科学化水平,按照国家的规定标准遵循小地震不损坏、中地震可以维修、大地震不倾倒的基本原则,使得铁路桥梁在出现地震灾害的情况下始终可以保持在安全的状态,不会出现危险问题。
关键词:铁路桥梁;抗震设计;思路引言目前我国的高速铁路运行总里程已突破3.5万km,稳居世界第一位。
随着越来越多的高铁投入运营,以及对近年高铁设计运营情况的总结,提出了许多需要深入思考和转变传统做法的新思路、新理念和新要求。
1铁路桥梁抗震设计的目的在设计抗震工程中,需要依据不同地区的地震分布状况进行具体分析,从而设计出符合该地区要求的施工方案,主要是针对伸缩缝处是否有提供支撑的余地,来进行安装抗震装置,做好充足的准备,避免发生桥梁落梁现象。
地震灾害具有不可预知特性,所以在桥梁的设计过程中,需要不断改进抗震设计方案,对桥梁梁板的相关装置进行设计,以起到防护作用,促进桥梁防震能力的提升。
目前,我国对铁路桥梁的设计规范基准期为一百年,因此,需要提高我国桥梁设计基准期内的抗震能力。
2铁路桥梁抗震设计思路2.1完善抗震设计模式铁路桥梁的抗震设计环节中应健全设计模式,应保证每个环节工作的质量、效果,增强设计的科学化水平。
(1)做好地质的选择设计工作。
在设计环节中所选择的地质不仅需要保证具有安全性的特点,还应按照地质勘查的数据信息规避容易出现地基失效现象的松软土质区域,尽可能选择坚硬且稳定性较高的地质,地基结构中含有非常坚硬的碎石和岩石,并且富含硬黏土,避免选择软弱土壤和松散粉细砂的土地,以免引发桥梁地基的抗震性能问题。
铁路桥梁抗震性能分析
铁路桥梁抗震性能分析铁路桥梁在现代交通中可是扮演着超级重要的角色呀!你想想,每天那么多火车在桥上轰隆隆地跑,如果桥的抗震性能不行,那可就麻烦大了。
就说我之前有一次坐火车出差,路过一座看起来挺壮观的铁路桥。
当时心里还在感叹这桥建得真不错。
结果没过多久,就听到旁边有人谈论起这座桥的抗震性能。
咱先来说说为啥要关心铁路桥梁的抗震性能。
这地震就像个调皮的捣蛋鬼,说来就来,根本不给你准备的时间。
要是铁路桥梁在地震面前不堪一击,那后果简直不堪设想。
火车可能会脱轨,造成人员伤亡和财产损失,这可不是闹着玩的。
那怎么来分析铁路桥梁的抗震性能呢?首先得看看这桥的结构设计。
比如说,桥墩够不够结实,能不能承受住地震带来的晃动和冲击力。
有些桥墩做得那叫一个粗壮,就像大力士的腿,稳稳地支撑着桥梁。
但有些桥墩可能就比较脆弱,稍微晃一下就容易出问题。
还有桥梁的材料也很关键。
好的材料就像是给桥穿上了坚固的铠甲,能更好地抵御地震的侵袭。
比如说高强度的钢材和混凝土,如果用的质量上乘,那桥的抗震能力自然就强一些。
另外,桥梁的连接部位也不能忽视。
就像人的关节一样,如果连接不牢固,一遇到地震就容易散架。
所以那些螺丝啊、焊接点啊,都得经得起考验。
我记得有一次去参观一个铁路桥梁的施工现场,工人们正在仔细地处理连接部位,那认真的劲儿,让我觉得他们真的是在为桥梁的安全负责。
再来说说桥梁所处的地理位置。
要是在地震频发的地区,那对桥梁抗震性能的要求就得更高。
比如说在一些山区,地质条件复杂,地震活动也相对频繁,这时候建的铁路桥梁就得有更强大的抗震能力。
而且,现在的科技发展得那么快,有很多先进的技术可以用来检测和评估铁路桥梁的抗震性能。
像是模拟地震的振动台试验,把桥梁模型放在上面,使劲晃,看看它能撑到什么程度。
总之啊,铁路桥梁的抗震性能可不是小事,关系着千千万万人的生命安全和出行便利。
咱们得重视起来,让每一座铁路桥梁都能在地震面前坚强挺立!就像我之前看到的那座桥,希望它能一直稳稳地承载着来来往往的火车,无论遇到什么情况都安然无恙。
铁路桥梁减隔震设计方法及参数分析
铁路桥梁减隔震设计方法及参数分析近些年随着地震的频繁发生,使得一些铁路桥梁的破坏比较严重,铁路桥梁是交通的必要设施,若是在地震的过程中,一些铁路桥梁遭到破坏,就会留下隐患,甚至阻断交通。
对于铁路桥梁工程来说,它是一个投资较大的工程,施工条件比较复杂,工期长,当受到巨大破坏时,往往很难维修,所以在进行铁路桥梁工程设计时一定要运用减隔震技术,从而提高铁路桥梁的抗震能力。
近些年,一些专业人士开始研究减隔震技术的应用,研究铁路桥梁减隔震的技术方法以及相关的参数分析,以便提高铁路桥梁的抗震能力,本文就通过某铁路桥梁在地震中受到破坏的案例进行分析,从而根据案例了解铁路桥梁减隔震技术应用的重要性,对铁路桥梁的减隔震设计方法与基本的参数进行详细的分析。
标签:铁路桥梁;减隔震;设计方法;参数分析隔震技术在国外已有多年发展,技术不断发展和完善。
虽然隔震技术在我国应用较少,但只要我们学习国外成熟的经验,下面的思想桥梁隔震支座的设计,做到在施工过程中的重难点的处理,充分发挥地震能量耗散减少轴承,墩基础负荷降低,提高桥梁结构性能。
1、国内受地震破坏的铁路桥梁案例分析不管是国际上还是国内,都发生过多起的铁路桥梁震害的事故,铁路桥梁的震害事故会带来极大的经济与人员损失,本文就结合汶川地震时的某桥梁震害事故进行分析。
5.12汶川地震对我来说是一种非常伤心的伤害,这次地震不仅造成了财产的损失,而且对当地的公共设施造成了很大的影响。
灾情发生后,据成都铁路局统计,“5.12”级地震中,共有270多座铁路桥梁发生开裂和承重破坏,甚至经过临时处理后的运营,也严重影响了铁路运营速度。
地震摧毁了混凝土結构的桥梁,主要有三种类型:一些混凝土桥梁由于没有抗震设防水平或以下的地震遭遇,使一些重要承重构件的桥梁结构有切割或挤压,造成整个桥梁坍塌。
由于拱桥的延性差,在地震作用下,结构与废水结构发生了破坏。
由于场地土液化评价不足,或对某些桥梁的地震反应和抗震性能缺乏明确认识,设计中的地震缺陷导致桥梁倒塌。
高速铁路钢管混凝土拱桥抗震性能分析及地震经济风险评估
高速铁路钢管混凝土拱桥抗震性能分析及地震经济风险评估高速铁路钢管混凝土拱桥抗震性能分析及地震经济风险评估摘要:随着高速铁路建设的快速发展,钢管混凝土拱桥作为重要的桥梁结构形式,在高速铁路线路中的应用越来越广泛。
本文通过分析高速铁路钢管混凝土拱桥的抗震性能,并对其地震经济风险进行评估,旨在提供一定的理论指导和工程实践参考,以进一步提升高速铁路桥梁抗震能力,确保运输安全和经济可持续发展。
1. 引言高速铁路钢管混凝土拱桥是一种新兴的桥梁结构形式,具有自重轻、刚度大、施工方便等特点。
然而,在地震作用下,桥梁结构的抗震性能成为一项重要的指标,直接关系到安全性能和运输效果。
本文将对高速铁路钢管混凝土拱桥的抗震性能进行深入研究,并分析其地震经济风险。
2. 高速铁路钢管混凝土拱桥抗震性能分析2.1 结构特点高速铁路钢管混凝土拱桥由钢管混凝土构件组成,拱形结构具有很好的承载能力和延性,并且能够有效地分散地震力,从而提高桥梁整体的抗震能力。
2.2 受力分析高速铁路钢管混凝土拱桥在地震作用下会受到竖向地震力、风荷载和车辆荷载等多种力的作用。
通过计算这些力的大小和方向,可以对桥梁结构的受力情况进行分析,从而进一步了解其抗震性能。
2.3 钢管混凝土拱桥的破坏机理在地震发生时,高速铁路钢管混凝土拱桥可能出现的破坏机理包括桥墩的倾覆、拱脚的滑移和钢管混凝土构件的损伤等。
通过分析这些破坏机理,可以对桥梁结构的承载能力和抗震性能进行评估。
3. 地震经济风险评估3.1 经济损失评估方法地震经济风险评估是指通过对地震灾害对经济系统造成的损失进行评估和分析,以确定风险程度和应对措施。
本文将采用震害模型和经济损失模型相结合的方法,对高速铁路钢管混凝土拱桥进行地震经济风险评估。
3.2 风险指标确定地震经济风险评估中的风险指标是衡量风险程度的重要指标,本文将选取直接经济损失、间接经济损失和人员伤亡等指标进行评估。
3.3 地震经济风险评估模型建立通过建立高速铁路钢管混凝土拱桥的地震经济风险评估模型,可以对不同地震烈度下的经济损失进行预测和评估。
铁路抗震鉴定报告模板
铁路抗震鉴定报告模板
前言
本报告旨在对xx 铁路抗震鉴定进行说明和记录。
本次鉴定由xx 机构组织实施,基于地震勘探、现场勘查和资料分析,综合评价了xx 铁路的抗震能力,经过鉴定,证明该铁路符合应有的抗震鉴定标准,满足正常使用。
鉴定部分
本次鉴定主要基于以下内容:
1.地震勘探数据:采取人工观察和地震测试仪检测,记录了区域内的地
质地貌特征、地层情况和地震波传播等信息。
2.现场勘查:通过对铁路经过的区域进行实地勘查,认真观察了铁路线
路、桥梁、隧道等部位的结构构造和现状情况。
3.资料分析:收集了铁路的相关资料,包括设计图纸、施工记录和日常
维修记录等,利用计算机模拟和分析软件对抗震能力进行评估。
鉴定结论
综合以上内容,本次鉴定得出以下结论:
1.铁路线路布置合理,结构坚实,符合抗震要求。
2.铁路桥梁、隧道等结构构造完好,混凝土强度符合设计标准。
3.铁路设施的维护保养良好,安全设施齐全。
4.综合鉴定结果,本铁路能够耐受当地预测震级的地震,铁路抗震能力
满足标准要求。
鉴定方法和依据
参照。
大跨度铁路连续梁桥抗震性能分析
四川建筑 第卷5期 1大跨度铁路连续梁桥抗震性能分析陈 砚1,董 超2(11同济大学,上海200092;21西南交通大学土木学院,四川成都610031) 【摘 要】 本桥桥跨布置为(85+135+85)m,考虑土-结构的相互影响,采用结构分析软件M I DAS 建立了该桥的两种三维有限元模型,分别进行了模态分析,并应用反应谱方法和时程反应分析方法计算了该桥的地震响应,对该桥进行了小震作用下的抗震验算,验算结果表明,该桥能满足《铁路工程抗震设计规范》的抗震验算要求。
【关键词】 连续梁桥; 抗震; 反应谱; 时程分析 【中图分类号】 U44215+5 【文献标识码】 A1 工程概况 桥梁全长5600m ,其中29~32号墩之间为主桥(30号墩为制动墩),主桥上部结构形式为(85+135+85)m 预应力混凝土连续箱梁,主梁断面采用单箱单室,见图1,图2。
图1 主桥立面示意图2 主桥主梁跨中和支点截面(单位:c m )2 动力特性分析211 计算模型采用空间三维梁单元离散桥梁结构的主梁、桥墩、承台和桩基。
其中,主梁分为89个单元,桥墩分为20个单元,承台分为8个单元,桩基分为840个单元(用土弹簧模拟桩-土的相互作用)。
结构计算模型A结构计算模型B图3 结构计算模型为此,建立了两个结构计算模型(图3):模型A 、模型B(其中模型A 未考虑桩-土的相互作用,模型B 考虑了桩-土的相互作用)。
212 模态分析运用子空间迭代法对本桥进行模态分析,取前200阶振型,进行自振特性的计算,表1列出了模型A 、模型B 的前4阶自振频率:表1 计算模型的前4阶自振频率阶次计算模型A 计算模型B频率(Hz)振型频率(Hz)振型101656横弯01623横弯201766横弯01674纵弯311119横弯01691横弯411293纵弯11073横弯计算模型A 、计算模型B 的前4阶自振振型图如图4所示。
图4 模型前4阶自振振型[收稿日期]6 工程结构 282008102007-10-1081四川建筑 第卷5期 1从表1及图4可以看出:(1)模型A 的自振频率比模型B 要大。
针对铁路桥梁施工中关于抗震问题的研究
针对铁路桥梁施工中关于抗震问题的研究摘要:随着我国交通网的日益发达,我国的铁路桥梁工程在其中发挥了重要的作用。
在铁路桥梁的使用中,保证铁路桥梁施工的质量无疑是非常重要的。
然而,铁路桥梁在面对地震等自然灾害时是否能够发挥其坚固性并确保铁路桥梁的正常使用是一个非常重要的课题,地震对于铁路桥梁的破坏是不可逆转的。
在铁路桥梁工程中,为抵抗地震给铁路桥梁工程带来的破坏,应该对铁路桥梁的抗震设计进行研究,防止铁路桥梁在地震来临时时毫无抵抗能力。
本文对铁路桥梁的主要震害形式进行探究,并探究路桥工程中地震形成的原因,并对其抗震要点措施进行探究,旨在提升铁路桥梁工程的抗震能力。
关键词:铁路桥梁;施工设计;抗震措施一、铁路桥梁的主要震害形式1、铁路基础震害基础的破坏与地基的破坏紧密相关,地基破坏一般都会导致基础的破坏。
地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。
基础的震害主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性铰破坏。
2、铁路附属工程震害在地震力的作用下,主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱,若附属工程没有足够的限位能力将出现震害。
主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害。
3、铁路上部结构震害铁路和桥梁上部结构的地震破坏根据不同原因可分为结构破坏和位移破坏。
其中较常见的是位移损伤。
铁路和桥梁的位移主要表现为上部结构的纵向位移、侧向位移和扭转。
一般而言,安装伸缩缝的地方相对容易发生位移损伤。
如果位移上部结构超过桥墩、台等的支撑表面,则会发生更严重的落梁损坏。
导致梁下落的原因通常是由于限制结构的失效和桥台支撑宽度不足造成的。
在地震力的作用下,梁与桥台之间发生较大的位移,导致出现落梁现象。
4、铁路墩柱震害桥墩震害主要表现为两点特点:塑性铰的破坏和剪切破坏。
在地震力的作用下,柔性桥墩在桥墩底部,桥墩顶部及桥墩连接处易发生塑性铰,塑性铰混凝土在反复地震作用下剥落、破碎,失去承载能力。
铁路桥梁抗震性能研究
铁路桥梁抗震性能研究随着现代城市化的发展和人口的增加,交通运输的需求越来越迫切。
铁路作为一种快速、舒适和安全的公共交通工具,在现代社会中发挥着至关重要的作用。
然而,地震是一种极具破坏性的自然灾害,对于桥梁这样的重要交通设施来说,抗震能力问题尤为重要。
本文旨在探讨铁路桥梁抗震性能方面的研究。
一、铁路桥梁抗震性能的重要性铁路桥梁作为铁路交通网络中最为重要的组成部分,负责着火车运行的安全和流畅。
一旦发生地震,不仅会对人们的生命财产造成严重的威胁,同时也会严重破坏铁路桥梁的结构和功能。
因此,铁路桥梁的抗震能力成为铁路交通建设中不可忽视的问题。
二、铁路桥梁抗震性能的影响因素铁路桥梁抗震性能的好坏受到很多因素的影响,主要包括地震水平、桥梁结构形式、材料力学性能以及结构设计等方面。
地震水平是铁路桥梁抗震设计中最为核心的问题之一。
常规的地震抗力设计一般根据不同地区地震危险性的等级,确定桥梁设防水平。
在地震等级高的地区,桥梁的抗震设计应该更为严格。
桥梁结构形式也对抗震性能有重要影响。
不同的桥梁结构形式,其承受地震荷载的能力也有所不同。
目前广泛应用的桥梁结构形式有简支梁桥、连续梁桥、悬索桥和斜拉桥等。
材料力学性能也是影响铁路桥梁抗震性能的因素之一。
现代铁路桥梁采用的材料包括钢材、混凝土和预应力混凝土等。
这些材料的强度、延伸性、降伏点等性能都是影响铁路桥梁抗震能力的重要因素。
结构设计是铁路桥梁抗震性能的关键。
好的结构设计能够在不同的地震条件下,使桥梁具备较好的抗震能力。
因而,在铁路桥梁设计中,必须充分考虑地震荷载作用下结构的变形能力和承载能力。
三、铁路桥梁抗震性能的研究现状目前,铁路桥梁抗震性能的研究已经成为建设铁路交通安全保障的重要环节。
一方面,国内外专家学者从理论和实践两个方面出发,深入探讨了铁路桥梁的抗震性能问题。
另一方面,铁路部门也加强了铁路桥梁的抗震设计和改造工作,不断提高桥梁的抗震能力。
在理论方面,国内外专家学者建立了先进的铁路桥梁抗震分析方法,并推出了一系列抗震软件,如ABAQUS、ANSYS等。
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北京地铁十四号线芦井路站至张仪村站跨丰沙铁路高架区间桥梁抗震性能分析报告目录1 工程概况 (1)1.1 概况综述 (1)1.2 主要材料 (3)2 研究内容、规范及标准 (3)2.1研究内容 (3)2.2计算程序 (4)2.3 参考规范及技术标准 (4)3 抗震设防目标 (4)4 地震动参数 (5)4.1设计地震加速度反应谱曲线 (5)4.2设计地震动时程 (6)5 抗震安全性验算要求 (9)5.1多遇地震作用时的强度要求 (9)5.2罕遇地震作用时的支座强度 (10)5.3罕遇地震作用时的变形要求 (10)6 桥梁地震反应分析 (11)6.1结构有限元计算模型的建立 (11)6.1.1 有限元计算模型 (11)6.1.2 截面的弯矩-曲率关系 (13)6.1.3 阻尼 (15)6.1.4 边界条件 (16)6.1.5 结构动力特性 (16)6.2多遇地震作用下的结构内力计算 (18)6.3多遇地震工况下结构强度验算 (18)6.4罕遇地震作用下桥墩延性验算 (19)6.4.1 墩底屈服状态判别 (19)6.4.2 延性验算 (19)6.4.3 弯矩曲率曲线关系图 (20)6.5支座强度验算 (24)7 结论 (25)1工程概况1.1概况综述北京地铁14号线是北京市轨道交通线网中一条连接东北、西南方向的轨道交通“L”型骨干线,其定位为大运量等级的线路,既服务于中心城中心地区,同时服务于外围的边缘集团,其兼顾交通疏解和引导发展的功能。
线路沿线经过丰台、东城、朝阳三个行政区。
线路西起丰台区永定河以西的张郭庄,终点为朝阳区的善各庄,线路全长47.7km,共设车站36座。
受北京城建设计研究总院有限公司的委托,浙江大学建工学院交通工程研究所承担了地面高架桥梁的结构地震响应分析计算工作。
本报告为计算条件、计算模型以及地震响应计算结果的汇报。
本段高架桥共计1联预应力混凝土连续刚构及两跨简支梁,其中,刚构桥为双等跨布置,每跨84m,采用转体施工方法。
CY56、CY57、CY59、CY60采用和区间标准桥墩外形一致的Y形桥墩,CY58采用矩形板墩。
桥梁墩台尺寸见表1-1。
表1-1 桥墩尺寸表图1-1 桥梁立面图(a)CY57(b)CY58(c)CY59图1-2 桥墩正立面、侧立面、横断面1.2主要材料(1)混凝土墩柱:C45混凝土,E=33500 MPa,γ=24.5kN/m3。
承台、桩:C30混凝土,E=30000MPa,γ=24.5kN/m3。
主梁:C50混凝土,E=34500 MPa,γ=24.5kN/m3。
(2)普通钢筋桥墩纵筋、箍筋均采用HRB335钢筋。
2研究内容、规范及标准2.1研究内容本报告主要进行了以下三方面的工作:(1)桥梁动力特性分析。
(2)桥墩柱在多遇地震(50年超越概率63%)作用下的弹性时程分析(强度验算)。
(3)桥墩柱在罕遇地震(50年超越概率2%)作用下弹塑性时程分析(包括支座强度验算和延性验算)。
为了模拟结构整体的地震响应,计算以全桥为对象,考虑两侧的简支跨的影响。
为了简化建模及计算过程,将原来的曲线桥等效为直桥建模计算。
本报告仅对预应力混凝土连续刚构桥进行分析验算,由于简支梁结构较简单,简支梁边墩的计算在本报告中不包括。
2.2计算程序北京地铁14号线跨丰沙铁路高架段桥梁抗震计算采用桥梁抗震分析专用软件UC-win/FRAME(3D)。
2.3参考规范及技术标准(1)《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005(2)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3-2005(3)《铁路工程抗震设计规范》GB50111-2006(2009年版)(4)《公路桥梁抗震设计细则》JTG/T B02-01-2008(5)《北京地铁14号线高架区间(K0+153~K1+619)(01合同段)岩土工程勘察报告》(6)《北京地铁十四号线工程场地地震安全性评价报告》2008.11,中国地震局地球物理研究所,编号TRIDES-AP-08032(7)《地铁设计规范》GB50157-20033抗震设防目标根据《地铁设计规范》第9.2.19条规定,地铁结构物的地震作用应根据《铁路工程抗震设计规范》的相关规定进行计算。
因此,本桥的抗震计算根据《铁路工程抗震设计规范》确定抗震设防目标,各阶段的设防目标具体如表3-1所示。
表3-1 桥梁抗震设防目标4 地震动参数4.1 设计地震加速度反应谱曲线输入地震动采用中国地球物理研究所编制的《北京地铁十四号线工程场地地震安全性评价报告》(2008年11月)给出的Ⅰ区段芦井路站~张仪村站三种不同超越概率评价结果,三种不同超越概率的地震动分别为50年超越概率为63%(相当于重现期50年)、50年超越概率为10%(相当于重现期475年)和50年超越概率为2%(重现期2475年),对应现行《铁路工程抗震设计规范》规定的多遇地震、设计地震和罕遇地震设计要求。
三种地震动的地表面反应谱为()()max max max 1000a m S T A T A βαβ=⎧⎪⎨=⎪⎩ 其中,A max 为地震动峰值加速度,β(T)为地震动加速度放大系数反应谱,αmax 为地震影响系数最大值,且有:()()00011012221116m mm T T T T T T T T T T T T T T T T sT ββββ≤⎧⎪-⎪+-<≤-⎪=⎨<≤⎪⎪⎛⎫<≤⎪⎪⎝⎭⎩地震动参数见表4-1,三种反应谱曲线如图3-1所示。
表4-1 地震动参数010020030040050060070080090010000.010.1110T(sec)S a (g a l )图4-1 不同超越概率的反应谱曲线4.2 设计地震动时程按照《铁路工程抗震设计规范》GB50111-2006(2009年版)第7.2.2条,地震可采用人工拟合地震波进行时程分析。
在结构分析中采用地震安评报告提供的地震动时程。
图4-1~图4-3为工程场地地震安全性评价单位提供的多遇地震条件、设计地震条件以及罕遇地震条件下的地震波时程。
A (g a l)-60-40-20020406080(a )5063-1号波A (g a l)-60-40-200204060(b )5063-2号波A (g a l)-80-60-40-200204060(c )5063-3号波图4-2 多遇地震的地震动时程A (g a l)-250-200-150-100-50050100150200250A (g a l)-250-200-150-100-50050100150200t(sec)(b )5010-2号波A (g a l)-250-200-150-100-50050100150200250(c )5010-3号波 图4-3 设计地震的地震动时程A (g a l)-400-300-200-1000100200300400-400-300-200-1000100200300400A (g a l )(b )5002-2号波-400-300-200-1000100200300400A (g a l )(c )5002-3号波图4-4 罕遇地震时的地震动时程5 抗震安全性验算要求 5.1 多遇地震作用时的强度要求多遇地震作用时结构要求处于弹性阶段,按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)进行强度检算。
根据《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)及其修订条文。
采用C45砼桥墩在主力加附加力作用下弯曲受压及偏心受压混凝土容许应力[σb]取15.0MPa ,结构受力主筋采用HRB335级钢筋,容许应力[σs]取180MPa 。
而根据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版)规定,主力加特殊荷载作用下,需虑地震力作用下建筑材料容许应力修正系数,如表5-1,[σb]应取22.5MPa ,[σs]取270MPa 。
表5-1 建筑材料的容许应力修正系数5.2 罕遇地震作用时的支座强度根据《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版)规定,采用延性设计的钢筋混凝土桥墩,其支座应按罕遇地震进行验算。
对固定盆式支座、单向活动盆式支座的固定方向的水平剪切力进行承载能力抗震验算: 固定盆式支座、单向活动盆式支座的固定方向的水平剪切力 max E E hzb ≤式中: hzb E ——罕遇作用效应和永久作用效应组合得到的固定盆式支座水平力设计值(kN );max E ——固定盆式支座容许承受的最大水平力(kN )。
支座验算时,按《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版)规定,地震力作用下建筑材料容许应力修正系数按表5-1。
5.3 罕遇地震作用时的变形要求钢筋混凝土桥墩在罕遇地震作用下的弹塑性变形分析,按《铁路工程抗震设计规范》(GB50111-2006)(2009年版)规定,进行桥墩延性验算。
延性应满足下式的要求:μu =y∆∆max<[μu ] 式中:μu —非线性位移延性比;[μu ]—允许位移延性比,取值为4.8; Δmax —桥墩的非线性响应最大位移; Δy —桥墩的屈服位移。
6桥梁地震反应分析6.1结构有限元计算模型的建立6.1.1有限元计算模型桥梁抗震分析采用桥梁抗震分析专用软件UC-win/FRAME(3D)建立全桥力学模型进行分析计算,建模时主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元来模拟,其中桥墩采用纤维梁单元进行模拟,在承台底用六个弹簧刚度模拟群桩基础的刚度。
为了模拟结构整体的地震响应,计算以全桥为对象,考虑两侧的简支跨的影响。
为了简化建模及计算过程,将原来的曲线桥等效为直桥建模计算。
计算模型如图6-1所示:图6-1 全桥计算纤维模型为了考虑塑性发展对结构地震响应的影响,计算模型采用三维非线性梁柱纤维单元。
三维非线性梁柱纤维单元的原理是将构件纵向分割成若干段,以每一段中间某一截面的变形代表该段的变形,把横截面按约束混凝土、非约束混凝土、纵向钢筋又双向划分为平面网格(图6-2),每一网格的中心为数值积分点。
网格的纵向微段即定义为纤维。
通过计算每个纤维的应力,并在断面内进行数值积分,即可求解每个微段的内力变化过程。
此时,只要纤维分得足够细,材料本构关系正确,计算精度就可满足相应的要求。
图6-2 纤维单元模型示意图本次分析钢筋纤维采用考虑了“Bauschinger”效应和硬化阶段的修正的Menegotto-Pinto 本构(如图6-3)。
混凝土纤维采用mander本构关系。
Mander模型考虑了纵向、横向约束钢筋的配筋量以及屈服强度、配筋形状等,能够正确计算出混凝土的有效约束应力。