近断层地震作用下FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文近断层地震作用下FPS在高速铁路简支梁桥中的适用性研究AStudyonServiceabilityofFPSinHighSpeedRailwaySimplySupportedGirderBridgesunderNear-faultEarthquake培养单位：土木工程学院专业：桥梁与隧道工程研究生：时永文指导教师：王军文教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个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，也不包含为获得石家庄铁

2、道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要摩擦摆式支座（F

3、rictionPendulumSystem，简称FPS）以其优越的隔震效果而被广泛地应用，其竖向刚度较大，具有较好的自行复位功能，有较好的耐久性。由于高速铁路桥梁需要穿过地震活跃地区，因此研究近断层地震作用下FPS在高铁简支桥梁上的适用性有一定现实意义。本文以五跨高铁FPS隔震简支桥梁作为分析对象，主要从以下几个方面展开研究：(1)在查阅大量国内外文献的基础上，分析FPS在高速铁路桥梁应用的研究现状，并介绍了CRTSIII型板式无砟轨道结构特点以及对其力学特性的研究现状。(2)采用OpenSees建立了CRTSIII型板式无砟轨道的FPS隔震简支梁桥全桥计

4、算模型，研究了无砟轨道约束和桥面系耗能对结构地震响应的影响。结果表明，CRTSIII型板式无砟轨道约束能降低主梁位移、墩顶位移和墩底剪力；与不考虑桥面系耗能相比，桥面系耗能作用使得结构主梁最大位移、墩顶最大位移和墩底最大剪力以及FPS耗能均增大。(3)分析了多遇地震下高铁FPS隔震简支梁桥行车安全性。结果表明，考虑满布列车荷载和不考虑列车荷载下，轨道平行转角和折转角均满足规范限值，但梁端错位均不满足规范限值。(4)采用正交试验方法选出最主要影响参数为FPS摩擦系数和曲率半径，通过研究主要影响参数对高铁FPS隔震简支梁桥行车安全性的影响来达到优化结构的目的。

5、结果表明，FPS摩擦系数和曲率半径的变化对结构梁端错位、平行转角和折转角均有较大影响，但梁端错位仍然无法满足规范限值。(5)在远场地震动和近场地震动激励下对比研究了FPS摩擦系数和曲率半径对FPS隔震简支梁桥地震响应的影响。结果表明，在纵桥向，与远场地震相比近场地震激励下墩顶位移和墩顶剪力对FPS曲率半径变化较为敏感；在横桥向，与远场地震相比，近场地震激励下，当FPS曲率半径小于2m时，FPS曲率半径对墩顶位移和墩底剪力的敏感性较大，并且支座位移和梁端位移对FPS摩擦系数变化较为敏感。关键词：高速铁路；近断层地震；无砟轨道约束；地震响应；FPSAbstra

6、ctFrictionPendulumSystem(FPS)iswidelyusedforitssuperiorisolationeffect.FPShaslargeverticalstiffness,verygooddurabilityandself-resetfunctionafterearthquake,soithasgoodapplicationprospectsinseismicisolationdesign.Sincehigh-speedrailwaybridgesinevitablyspanfaultzonesinearthquake-pron

7、eareas,ithassomepracticalsignificancetostudytheserviceabilityofFPSinhigh-speedrailwaysimply-supportedbridgesundernear-faultearthquakes.Themaincontentsareasfollows:(1)Basedonalargenumberofdomesticandforeignliterature,analysisofresearchstatusofFPSappliedinhighspeedrailwaysimplysuppo

8、rtedgirderbridges,andthestructura