【摘要】：研究目的:近斷層地震動的加速度峰值(PGA)、速度脈沖等特征與遠(yuǎn)場地震有較大差異,對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞力更大。因此,為獲得鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋在近斷層地震作用下的響應(yīng)特點與破壞形式,以指導(dǎo)川藏鐵路等近斷層鐵路橋梁的設(shè)計,本文以川藏鐵路采用的典型連續(xù)剛構(gòu)橋為對象,利用FRAME(3D)軟件建立全橋有限元分析模型,開展鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋近斷層地震響應(yīng)分析與破壞形式研究。研究結(jié)論:(1)有能量脈沖的、長周期成分豐富的近斷層地震動對橋梁結(jié)構(gòu)的破壞較遠(yuǎn)場地震更嚴(yán)重;(2)橋墩損傷程度與PGV/PGA的關(guān)系明顯,其比值越大,破壞越嚴(yán)重,可將PGV/PGA作為判斷地震動是否對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重破壞的重要指標(biāo);近斷層地震動中,PGV/PGA0.2 s出現(xiàn)的比例高,橋墩損傷嚴(yán)重;(3)連續(xù)剛構(gòu)橋在地震作用下的損傷主要集中在墩底、墩頂或系梁部位;(4)近斷層橋梁結(jié)構(gòu)抗震中,既要考慮斷層地震脈沖式大功率輸入的因素,又要考慮高強低周疲勞效應(yīng)的累積損傷;(5)本研究成果可為近斷層鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計建造與抗震設(shè)防提供技術(shù)支撐。
【圖文】：

限元軟件進行地震響應(yīng)的非線性分析。橋梁的非線性通過纖維單元模型來模擬。在纖維單元中，每個構(gòu)件沿其縱向被分割成若干個單元，而每個單元的特性由橫斷面來代表，其橫斷面又被進行網(wǎng)絡(luò)分割形成若干纖維束，各纖維束可以選擇不同的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。在計算時，根據(jù)相應(yīng)纖維材料的單軸應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系建立各自的柔度方程，再通過一定算法轉(zhuǎn)化為通用的有限元方程來計算整個構(gòu)件截面的力和變形的非線性關(guān)系。根據(jù)橋墩鋼筋混凝土構(gòu)件的受力特點，將保護層混凝土、核心混凝土和鋼筋分別賦予不同的非線性應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，，如圖1所示。圖1橋墩鋼筋混凝土纖維單元示意圖纖維單元中混凝土分別采用星隈(Hoshikuma)無約束與約束混凝土模型，滯回關(guān)系采用Sakai/Kawashima模型;鋼筋采用三折線模型，滯回關(guān)系選用修正MP(S－K)模型，并根據(jù)規(guī)范確定相應(yīng)材料參數(shù)。材料滯回曲線如圖2所示。第6期曾永平陳克堅李光川等:鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋近斷層地震響應(yīng)分析研究51

圖2材料滯回曲線根據(jù)上述纖維模型，將橋墩截面詳細(xì)劃分，示意如圖3所示，圖中實心圓點代表墩柱豎向鋼筋，鋼筋至截面表面為保護層混凝土，不考慮箍筋約束作用，鋼筋層內(nèi)部為核心混凝土，需考慮箍筋的約束作用。圖3橋墩纖維截面2．3有限元分析模型根據(jù)橋梁構(gòu)造與材料模型建立全橋的空間非線性地震響應(yīng)分析模型，如圖4所示。其中箱形主梁采用空間彈性梁單元模擬，橋墩混凝土和鋼筋均采用纖維單元模擬。圖4全橋有限元模型為避免難以修復(fù)的基礎(chǔ)在地震中破壞，通常將基礎(chǔ)的強度設(shè)計的足夠大。因此，為便于比較，本研究假定樁基不發(fā)生破壞，將墩底約束處理為固結(jié)。支座為普通鋼支座，縱橋向自由運動，并考慮梁端與橋臺的碰撞效應(yīng)［4］，橫橋向用雙折線模擬，平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，其余轉(zhuǎn)動約束用線性彈簧模擬［5］。2．4地震波選取為獲得鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋在近斷層地震作用下的響應(yīng)，并方便與遠(yuǎn)場地震響應(yīng)進行對比，本次研究將按照以下四點原則選用地震波［3，6－8］:一是，有速度脈沖，且兼顧單向和雙向脈沖。二是，PGV/PGA覆蓋范圍較大。三是，選擇同一次地震中記錄的地震波進行對比分析，可以避免由不同發(fā)震機理、地表破裂形式、破裂速度等因素造成的影響。四是，斷層距在0～20km內(nèi)離散分布，但同時也選用一定的遠(yuǎn)場地震波進行比較分析。根據(jù)上述原則選擇了10條來自1999年9月21日臺灣集集地震的加速度記錄，相關(guān)參數(shù)如表1所示。10條地震記錄中，有8條地震記錄斷層距小于20km，且斷層距分布較均勻。表1選擇的地震波記錄參數(shù)序號臺站名斷層距/kmPGA/gPGV/(cm/s)PGV/PGA/s1TCU0680．30．452185．50．4192TCU1021．50．18856．10．3043TCU1012．10．16955．00．3324TCU1036．10．13164．40．5025

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5 方小強;;高校體育教育對體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響[J];當(dāng)代體育科技;2017年13期

6 閆傲;馬凌波;;奧運爭光與全民健身背景下上海市學(xué)校健美操和啦啦操發(fā)展對策研究[J];體育科技文獻通報;2017年05期

7 付鵬;;體育消費與體育產(chǎn)業(yè)投入[J];現(xiàn)代經(jīng)濟信息;2017年05期

8 林春月;;探討高校體育教育對體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響——以海南省為例[J];文體用品與科技;2017年02期

9 馬運超;紀(jì)仲秋;孫晉海;;基于開放式創(chuàng)新的我國體育科研協(xié)同創(chuàng)新體系及運行機制研究[J];北京體育大學(xué)學(xué)報;2016年11期

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3 徐杏玲;;新時期高校體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J];體育科技文獻通報;2010年02期

4 吳兆紅;;高校體育產(chǎn)業(yè)的市場定位及發(fā)展策略[J];河北體育學(xué)院學(xué)報;2009年03期

5 薛秀芳;俞建雄;;高校體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的探析[J];閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2009年01期

6 孫娟;;我國體育產(chǎn)業(yè)注意力研究[J];體育文化導(dǎo)刊;2008年07期

7 劉清早;王榮樸;孫勝男;;體育事業(yè)與體育產(chǎn)業(yè)的相關(guān)關(guān)系辨析[J];中國體育科技;2008年03期

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9 婁德玉;商勇;;我國高校體育產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀分析與發(fā)展對策研究[J];山東體育學(xué)院學(xué)報;2006年03期

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3 郭帥;蘇毅;;大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋設(shè)計探討[J];技術(shù)與市場;2012年04期

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5 胡文學(xué),鐘永,林增海;連續(xù)剛構(gòu)橋應(yīng)用中存在問題的探討[J];廣西交通科技;2000年S1期

6 張晟斌;淺析裝配式連續(xù)剛構(gòu)橋[J];武漢城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報;2000年04期

7 趙寧;有限元理論在連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用[J];黑龍江交通科技;2003年05期

8 林穎,凌懷強,陳煒;連續(xù)剛構(gòu)橋梁主墩設(shè)計淺析[J];公路;2004年02期

9 陳福壽;矮墩連續(xù)剛構(gòu)橋的實現(xiàn)[J];公路;2004年06期

10 鄭勇,胡大琳,沈永林;輕質(zhì)高強混凝土在連續(xù)剛構(gòu)橋中的應(yīng)用分析[J];公路;2005年07期

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7 黃盛楠;劉英奎;陸新征;葉列平;;大型連續(xù)剛構(gòu)橋梁模型試驗及損傷評估[A];第十七屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

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9 楊岳民;劉士林;;彎—直連續(xù)剛構(gòu)橋施工模擬分析與比較[A];第十一屆全國混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2001年

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3 本報記者 張仕琴 張俊 馮艷 蒙水;水盤高速:世界第一跨度大橋即將問世[N];經(jīng)濟信息時報;2010年

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5 文武松;大跨度PC連續(xù)剛構(gòu)橋撓曲開裂因素研究[D];西南交通大學(xué);2009年

6 周淑芬;鋼管混凝土橋墩在長聯(lián)矮墩連續(xù)剛構(gòu)橋中的應(yīng)用與研究[D];長安大學(xué);2012年

7 周勇軍;高墩大跨曲線連續(xù)剛構(gòu)橋梁地震響應(yīng)的設(shè)計參數(shù)研究[D];長安大學(xué);2006年

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