九度地震区高铁组合减隔震体系桥梁振动台试验研究

为研究一种组合减隔震体系在九度地震区高铁简支梁桥中的可行性及适应性,以某九度强震区高铁典型32 m简支箱梁为原型,开展了1∶10缩尺模型的3跨简支梁全桥振动台试验。采用15组近断层地震波按多遇、设计、罕遇地震强度进行纵向+竖向、横向+竖向联合输入,采集试验过程中桥梁关键构件地震位移、加速度、钢筋应变等响应数据,观测各地震输入工况后桥梁损伤情况,综合分析试验现象和实测数据。结果表明:采用双曲面减隔震支座+榫形金属减震限位装置+钢防落梁组合减隔震体系后,多遇地震下,桥墩保持弹性状态,墩梁相对位移较小,主梁横向和竖向加速度分别控制在0.3 g和0.5 g以内,保障了行车安全;设计地震作用下,组合减隔震体系发挥了良好的减隔震效果,耗散了地震能量,墩梁相对位移控制在20 mm以下,桥墩发生轻微损伤,其位移延性比小于1.2;罕遇地震作用下,组合减隔震体系稳定工作,保证了主梁不发生落梁震害和跳梁风险,桥墩发生中等损伤,其位移延性比控制在2.2以下,没有倒塌风险。组合减隔震体系实现了9度地震区高铁32 m跨简支箱梁各项抗震性能目标,可为今后9度地震区高铁简支梁桥减隔震设计提供试验依据。

九度地震区高速铁路简支梁方案比选

九度地震区地震烈度较高,一般情况下宜选择自重轻、重心低的结构形式,但未明确推荐简支梁的适用跨度。结合渝昆高铁及云南地区主要地质条件,着重讨论比较设计时速350 km/h高速铁路九度地震区24 m与32 m简支箱梁的比选。提出在满足桥梁抗震性能的条件下,比较简支梁跨度方案的经济指标来确定方案的合理性。结果表明:15 m墩高以下应选择使用实体墩,15 m及以上墩高建议选择空心墩;无论是在岩溶还是非岩溶地区32 m梁跨都比24 m梁跨具有经济优势,且桥墩越高越经济;渝昆线选用32 m梁跨比24 m梁跨可节省投资约122 58万元,推荐使用32 m简支梁。研究结果为九度地震区高速铁路简支梁方案比选提供了一种思路,可为类似工程设计提供参考。

九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震综合措施研究

为对九度地震区公路隧道二次衬砌结构抗震措施的研究提供参考和借鉴,文章基于Hilber-HughesTaylor时间积分法及等效粘弹性单元动力边界条件,以穿越九度区的公路隧道为研究对象,从实际工程设计受力的角度对公路隧道的四种抗震措施,即增加二次衬砌的配筋量,增大二次衬砌的厚度,将马蹄形断面优化为圆形断面,在初期支护与二次衬砌之间增设橡胶减震层,进行了具体抗震计算和分析,得到了四种抗震措施的实际抗震效果及其优缺点。为了将抗震措施的优点利用最大化,提出了通过适当增加配筋和在初期支护与二次衬砌之间设置适当厚度减震层的抗震综合措施。利用上述研究成果,根据九度区可能出现的不同峰值加速度(0.1g^0.9g)的地震波作用下二次衬砌的受力情况,分别提出了针对性的抗震措施,以达到既经济又显著的抗震效果。

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥减隔震支座系统研究

通过对渝昆(重庆—昆明)高速铁路九度地震区近断层地震动人工地震波进行反应谱分析,发现近断层地震动比远场地震动对高速铁路简支梁桥结构安全威胁更大,提出采用双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统进行抗震设计,并对其减震原理予以阐述。以近断层人工地震波为地震动输入,分别对10 m高实心墩和20 m高空心墩的五跨简支梁进行非线性时程分析。以普通支座作为参照,对比分析双曲面球型减隔震支座和双曲面球型减隔震支座+剪力榫组合的减隔震支座系统的减震性能。结果表明,九度地震区近断层高速铁路简支梁桥须采用减隔震支座系统才能满足结构抗震设计要求。

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥新型减震榫结构设计及减震性能研究

高速铁路的高速性及平稳性要求,往往使高速铁路桥梁整体刚度比较大,在高烈度地震作用下,易使桥梁发生强烈的地震响应,近断层范围内易使墩梁发生较大的相对位移,为保证高速铁路桥梁的安全性,需进行减隔震设计。基于某九度地震区近断层高速铁路桥梁工程,提出一种新型减震榫适用于高速铁路简支梁桥,该新型减震榫具有三向抗拉及耗能功能,与双曲面支座共同组成减隔震系统;对减震榫进行结构设计,并利用ANSYS有限元分析软件对减震榫进行仿真分析,研究减震榫水平滞回性能及竖向抗拉性能。研究结果表明:在九度地震区近断层范围内,该新型减震榫滞回曲线饱满、稳定,耗能效果良好,竖向抗拉性能满足要求,为桥梁下部结构优化设计提供依据,并产生很好的经济效益和社会效益。