强震作用下高铁简支梁桥碰撞效应的研究

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1、分类号UDC密级编号十南『大·学CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目学科、专业研究生姓名导师姓名及强震作用下高铁简支梁桥碰撞效应研究建筑与土木工程．潘增光专业技术职务杨孟刚副教授2012年5月分类号UDC硕士学位论文密级强震作用下高铁简支梁桥碰撞效应研究PoundingEffectforSimplySupportedBeamBridgesofHighSpeedRailwayUnderStrongEarthquakes作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：论文答辩日期丝堕篁!!星潘增光建筑与

2、土木工程土木工程学院杨孟刚丘斌答辩委员会主席中南大学2012年0S月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：丕旌鉴日期：丝生年』月笪日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文

3、，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：盥新签名誓掣隰坐年三月旦日摘要在历次大地震中，梁式桥相邻上部结构常会发生碰撞从而导致桥梁损坏或倒塌。以往对于梁式桥碰撞效应的研究多针对于公路或城市桥梁，而对于铁路桥梁，尤其高速铁路梁式桥碰撞问题的研究较少。本文对强震作用下高速铁路简支梁桥碰撞效应进行研究，主要工作有以下几个方面：(1)利用ANSYS软件建立高速铁

4、路三跨简支梁桥碰撞有限元模型，选取Kelvin模型模拟碰撞单元，提出了更符合实际的支座恢复力模型，并对地基弹性变形和墩身材料非线性的影响进行了分析。(2)对比分析了考虑碰撞与不考虑碰撞两种模型的地震响应，结果表明碰撞会增大桥梁结构的地震响应，对结构抗震产生不利影响。(3)选取不同的模型参数进行地震时程分析，得到了不同参数下碰撞作用对桥梁响应的影响规律。参数包括不同地震波、碰撞单元参数、邻梁间距大小和相邻墩高比。(4)考虑列车制动力与地震波同时作用于桥梁，研究了列车制动力对地震碰撞效应的影响。结果表明列车制动力加剧了地震的破坏作用，使地震

5、波作用下梁端最大碰撞力和碰撞次数均有所增大，因此在桥梁设计时应得到重视。关键词：高速铁路，简支梁桥，强震，碰撞效应，列车制动力ABSTRACTDamagescausedbypoundingbetweenadjacentbridgegirderswerefoundduringallpreviouss缸ongearthquakes．Mostexistingresearchonpoundingeffectwascarriedoutforhighwayorurbanbridges，butrarelyforhighspeedrailwaybrid

6、ges．Inthispaper,theinfluencesofpoundingeffectonseismicresponseofhighspeedrailwaybridgesareinvestigated，andthemainresearchcontentsareasfollows：(1)Athree-spansimplysupportedbridge’SfiniteelementmodeliscreatedwiththeANSYSsoRware，andtheKelvinmodelisselectedtosimulatethepound

7、ingprocess．Anewnonlinearrestoringforcemodelisproposedtosimulatethesupport’Sworkingstateduringlargeearthquakes．Thentheinfluencesofthedeformationoffoundationandthematerialnonlinearityofpiersonseismicresponsesofthebridgeareinvestigated．(2)Basedonthecomparativeanalysisofthes

8、eismicresponse，itisindicatedthatthepoundinghasnegativeeffectonstructuralseismicreliability．(3)Theinflue