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抗震减震仿真

高速铁路桥墩截面弯矩—曲率分析

【发表时间:2018/2/25】 【阅读次数:1015】

范超


引言

近年来,我国的高速铁路建造技术飞速发展,“高铁”已成为我国的一张“名片”,它极大方便了人们的生活,缩短了出行时间,提高了运输效率,已成为现今人们出行的一种重要的交通方式。从地理分布上看,高铁线路多跨域地震频发区,因此对于高速铁路的抗震研究显得尤为重要。桥梁是高铁线路中的主要工程结构,采用桥梁结构可以有效保证线路的平顺性,较好控制线路沉降,加快施工进度,同时减少土地占用,提高旅客乘坐舒适度,桥墩作为桥梁的主要构件,它的抗震性能将直接影响高速铁路的运行稳定性及安全性。钢筋混凝土结构或构件截面的弯矩-曲率关系是对其进行地震响应分析的基础,通过对截面进行弯矩-曲率分析,我们可以得出截面的弯矩—曲率关系曲线,进而为截面的抗震性能评价提供基础参数。

建立桥墩截面模型

依据桥墩截面尺寸及配筋,结合桥墩钢筋屈服强度、极限抗拉强度及混凝土轴心试块抗压强度、立方体试块抗压强度等力学性能参数及桥墩承受的荷载情况,选取合适的钢筋与混凝土本构关系,并考虑箍筋对于核心区混凝土的增强作用,将桥墩截面混凝土部分划分为约束混凝土与非约束混凝土两部分,利用截面分析软件XTRACT依次建立了九个高铁桥墩截面的数值模型,如下图一所示。


 

  

图一


桥墩截面弯矩曲率分析

对建立的九个桥墩截面分别进行了弯矩—曲率分析,并依次绘制出弯矩—曲率曲线及等效曲线图,如图二所示,进而可以得出桥墩截面初始屈服曲率、初始屈服弯矩、桥墩截面极限曲率、截面极限弯矩、截面等效屈服曲率、截面等效屈服弯矩、曲率延性系数和等效刚度等关键参数。


图二

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