【摘要】：當(dāng)前,我國鐵路建設(shè)進(jìn)入新的歷史發(fā)展階段,大跨度斜拉橋成為跨越大江大河、高山峽谷的重要選擇。同時(shí),我國是一個(gè)地震災(zāi)害極其嚴(yán)重的國家,大型橋梁的抗震設(shè)計(jì)引起越來越多的重視。對于大跨度橋梁,行波效應(yīng)的影響引起廣泛的關(guān)注,目前的研究主要集中于公路斜拉橋,對于大跨度鐵路斜拉橋,尤其是考慮軌道約束作用下行波效應(yīng)的影響特性研究尚屬空白。因此,隨著此類橋梁的不斷出現(xiàn),系統(tǒng)地分析行波效應(yīng)對大跨度鐵路斜拉橋地震響應(yīng)的影響規(guī)律具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以世界上首座跨度最大、荷載最重并采用雙層橋面結(jié)構(gòu)的六線鐵路鋼桁梁斜拉橋——我國渝黔鐵路新線新白沙沱長江大橋?yàn)楣こ瘫尘?基于OpenSEES平臺,建立大跨度雙塔雙層橋面鐵路斜拉橋有限元模型,對比討論了是否考慮軌道約束作用時(shí),縱橋向行波效應(yīng)對橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響規(guī)律,并量化分析了橫橋向行波效應(yīng)對橋上行車安全的影響。本文完成的主要研究工作如下:(1)對斜拉索、軌道結(jié)構(gòu)、鋼桁架主梁、支座、橋塔及橋墩、樁基、樁-土相互作用等進(jìn)行了精細(xì)化模擬,建立了考慮及不考慮軌道約束作用的斜拉橋有限元模型對比組,并與現(xiàn)有文獻(xiàn)給出的結(jié)構(gòu)自振周期作對比分析。結(jié)果表明,軌道約束作用一定程度上導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)自振周期減小,提高了斜拉橋的整體剛度。(2)從PEER地震數(shù)據(jù)庫中選取7條與目標(biāo)反應(yīng)譜相匹配的強(qiáng)震記錄,采用位移輸入法對斜拉橋有限元模型開展多點(diǎn)激勵(lì)動(dòng)力時(shí)程分析,分別以視波速和相位差為控制指標(biāo),分析縱橋向行波效應(yīng)對大跨度斜拉橋地震響應(yīng)的影響規(guī)律。研究表明,行波效應(yīng)降低了主塔的地震響應(yīng),減小了墩梁相對位移位移,且當(dāng)作用在兩座主塔下的地震動(dòng)相位差發(fā)生改變時(shí),主塔塔底彎矩、塔頂位移以及墩梁相對位移呈周期性變化。(3)考慮軌道結(jié)構(gòu)的約束作用,對比分析了縱橋向行波效應(yīng)對主塔彎矩和位移、主桁弦桿軸力及墩梁相對位移的影響規(guī)律。研究表明,在軌道約束作用大幅度降低了結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的基礎(chǔ)上,行波效應(yīng)減小了高塔上橫梁以上部分的位移和下橫梁以下部分的彎矩,而對其他構(gòu)件動(dòng)力響應(yīng)起到了增大的影響。(4)以軌道橫向位移和轉(zhuǎn)角為指標(biāo),量化評定并研究了橫橋向行波效應(yīng)對橋上行車安全的影響特征。研究表明:罕遇地震作用下,橋上軌道變形未超過規(guī)范限值,不會對行車安全造成威脅;行波效應(yīng)減小了軌道的橫向位移和軌道在斜拉橋跨中對應(yīng)位置處的折轉(zhuǎn)角,對除跨中以外其他位置的水平向轉(zhuǎn)角有增大的影響。
【圖文】：

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【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U448.27;U298

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2691782