高速铁路轨道：桥梁系统抗震与减隔震性能

　　《高速铁路轨道-桥梁系统抗震与减隔震性能》以科学研究和工程实践为导向，系统开展了高速铁路轨道-桥梁系统抗震及减隔震的理论分析、数值模拟和试验研究，探索了高速铁路抗震设计、减隔震设计中系列关键科学技术问题。主要内容包括高速铁路CRTS？Ⅱ型无砟轨道板地震损伤和破坏机理、圆端形中高墩抗震设计与参数分析、低矮圆端形实心墩和空心墩抗震试验与设计、弯*破坏型圆端形桥墩的地震损伤指标、简支梁桥和连续梁桥体系的抗震性能和大比例振动台试验、双*面球型减隔震支座剪力键水平承载力设计值、钢阻尼支座减隔震性能及组合减隔震体系合理参数取值等。

暂缺《高速铁路轨道：桥梁系统抗震与减隔震性能》作者简介

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 高速铁路桥梁的特点及震害 1
1.1.1 高速铁路桥梁的特点 1
1.1.2 我国高速铁路所处地震带环境 1
1.1.3 地震引起的桥梁震害 2
1.2 高速铁路无砟轨道结构抗震性能 2
1.3 高速铁路桥梁墩柱抗震性能 4
1.3.1 圆端形实心墩 4
1.3.2 空心墩 5
1.4 高速铁路桥梁摩擦摆支座减隔震性能 7
1.4.1 单凹面摩擦摆支座 7
1.4.2 双凹面摩擦摆支座 9
1.4.3 双*面球型减隔震支座 10
1.5 桥梁抗震试验方法 12
参考文献 14
第2章 高速铁路CRTS?Ⅱ型无砟轨道板抗震性能 21
2.1 概述 21
2.2 试验概述 21
2.2.1 试件设计 21
2.2.2 试验装置 23
2.2.3 加载制度及测点布置 24
2.3 无砟轨道板破坏形态 24
2.4 无砟轨道板抗震性能试验结果 26
2.5 无砟轨道板恢复力模型 34
2.5.1 理论骨架*线模型 34
2.5.2 恢复力模型的滞回规则 37
2.6 本章小结 39
参考文献 39
第3章 高速铁路简支梁桥中高墩抗震性能 41
3.1 概述 41
3.2 圆端形实心墩试验概况 42
3.2.1 模型原型 42
3.2.2 试验设计 43
3.2.3 模型材料 44
3.2.4 加载方案 44
3.3 实心墩试验结果及分析 47
3.3.1 裂缝及破坏行为 47
3.3.2 滞回*线 48
3.3.3 骨架*线 50
3.3.4 延性 51
3.3.5 刚度退化特性 52
3.3.6 耗能性能 53
3.3.7 影响因素分析 55
3.4 圆端形空心墩试验概况 57
3.4.1 模型设计 57
3.4.2 模型制作 59
3.4.3 模型材料 60
3.4.4 加载方案 61
3.5 空心墩试验结果及分析 61
3.5.1 裂缝及破坏行为 61
3.5.2 滞回*线 63
3.5.3 骨架*线 64
3.5.4 延性 65
3.5.5 刚度退化特性 66
3.5.6 耗能性能 67
3.5.7 极差分析 68
3.6 纤维梁单元方程与求解 69
3.6.1 模拟方法 69
3.6.2 求解步骤 71
3.7 混凝土单轴材料本构 73
3.8 钢筋单轴材料本构 86
3.9 纤维梁柱单元法模拟实心墩 87
3.10 墩底钢筋黏结滑移的影响 91
3.11 圆端形实心墩类似试验模拟分析 95
3.12 纤维梁柱单元模拟空心墩 96
3.13 本章小结 101
参考文献 102
第4章 高速铁路圆端形中高墩抗震设计与参数分析 104
4.1 概述 104
4.2 模型介绍 105
4.2.1 桥梁参数介绍 105
4.2.2 数值分析模型 106
4.3 圆端形桥墩轴压比研究 107
4.3.1 实心墩模型N-M相关*线 107
4.3.2 空心墩模型N-M相关*线 108
4.3.3 地震作用下桥墩轴力分析 108
4.4 高速铁路桥墩等效塑性铰长度的研究 111
4.4.1 等效塑性铰长度的定义 111
4.4.2 已有等效塑性铰长度经验公式 112
4.4.3 骨架*线比较与分析方法的确定 114
4.4.4 圆端形实心墩等效塑性铰长度参数分析 115
4.5 高速铁路桥墩抗震设计配筋的研究 118
4.5.1 桥墩纵筋率设计建议 118
4.5.2 桥墩箍筋设计研究 122
4.6 本章小结 126
参考文献 126
第5章 高速铁路圆端形矮墩抗震试验与设计 128
5.1 概述 128
5.2 低剪跨比实心墩横桥向试验概况 129
5.2.1 试验设计 129
5.2.2 模型材料 129
5.2.3 加载方案 130
5.3 实心墩横桥向试验结果及分析 131
5.3.1 裂缝及破坏行为 131
5.3.2 滞回*线与骨架*线 132
5.3.3 刚度退化特性 133
5.4 纤维梁单元法对圆端形桥墩横桥向的数值模拟 134
5.5 考虑弯*剪切耦合作用的有限单元法模拟 134
5.5.1 修正压力场理论 136
5.5.2 扰动应力场模型 140
5.5.3 有限元模型单元的实现 143
5.5.4 基于扰动应力场模型对低剪跨比实心墩的模拟 146
5.6 剪切变形对不同墩高墩柱变形的影响 147
5.7 三维有限单元在圆端形桥墩中的应用 149
5.7.1 混凝土屈服面 150
5.7.2 混凝土塑性损伤模型 153
5.7.3 混凝土弥散裂缝模型 155
5.7.4 三维有限元分析与裂缝模拟 156
5.8 高速铁路桥墩横桥向抗剪承载力公式及抗剪评估研究 161
5.8.1 已有的抗剪承载力公式 161
5.8.2 抗剪承载力公式比较 165
5.8.3 桥墩模型抗剪承载力评估 166
5.8.4 高速铁路圆端形桥墩抗剪承载力公式 168
5.9 本章小结 170
参考文献 170
第6章 弯*破坏型高速铁路圆端形桥墩的地震损伤指标 174
6.1 概述 174
6.2 既有损伤评估模型 174
6.3 有限元分析模型 178
6.3.1 纤维单元模型 178
6.3.2 材料模型 179
6.3.3 桥墩数值模型 180
6.3.4 低周疲劳特性的影响 181
6.3.5 模型验证 182
6.4 损伤指数和损伤程度的相关性分析 184
6.4.1 损伤指数计算规定 184
6.4.2 损伤指数比较 185
6.5 适用于高速铁路圆端形实心墩的双参数损伤指标 188
6.5.1 模型参数设置 188
6.5.2 修正的组合参数 189
6.5.3 损伤临界指标 193
6.5.4 试验验证 196
6.6 本章小结 199
参考文献 199
附录 202
第7章 地震作用下高速铁路简支梁桥拟动力试验 210
7.1 概述 210
7.2 试验概况 211
7.2.1 试验原型 211
7.2.2 试验设计 212
7.2.3 桥墩材料性能参数 214
7.3 试验方法 216
7.3.1 试验加载控制方法 216
7.3.2 拟动力试验的动力方程 217
7.3.3 试验加载装置 217
7.4 地震波选取和试验工况 218
7.4.1 地震波选取 218
7.4.2 试验工况 219
7.5 试验结果及分析 219
7.5.1 试验现象 219
7.5.2 工况1加载试验结果 221
7.5.3 工况2加载试验结果 230
7.6 本章小结 235
参考文献 235
第8章 采用双*面球型减隔震支座的铁路简支梁桥振动台试验研究 237
8.1 概述 237
8.2 试验概况 238
8.2.1 工程背景 238
8.2.2 铁路简支梁桥原型 239
8.2.3 隔震与非隔震支座原型 242
8.2.4 桥梁原型与缩尺模型相似关系 244
8.2.5 简支梁缩尺模型 246
8.3 试验方法 247
8.3.1 加载系统 247
8.3.2 测量方案 248
8.3.3 试验工况 249
8.4 试验现象及分析 253
8.4.1 桥墩破坏形态 253
8.4.2 支座剪力键水平承载力设计值 256
8.4.3 中墩上支座位移 257
8.4.4 中墩墩底纵筋应变 260
8.5 本章小结 264
参考文献 265
第9章 采用双*面球型减隔震支座的铁路简支梁桥数值模拟方法可行性分析 267
9.1 概述 267
9.2 桥梁结构参数及建模 267
9.2.1 主梁 268
9.2.2 桥墩 269
9.2.3 其他桥梁结构 276
9.3 隔震和非隔震体系的支座力学模型 276
9.4 铁路简支梁桥模型缩尺方案可行性分析 282
9.5 铁路简支梁桥数值模拟方法可行性分析 284
9.5.1 缩尺数值模型与缩尺试验模型动力特性对比 284
9.5.2 缩尺数值模型与缩尺试验模型地震响应对比 285
9.6 本章小结 288
参考文献 289
第10章 双*面球型减隔震支座的剪力键水平承载力设计值研究 291
10.1 概述 291
10.2 支座剪力键的数值模拟和试验验证 291
10.2.1 支座剪力键的数值模拟 291
10.2.2 支座剪力键数值模拟方案可行性分析 294
10.3 支座剪力键水平承载力对隔震桥梁地震响应的影响 299
10.4 墩高对支座剪力键水平承载力设计值的影响 301
10.4.1 基于规范反应谱的地震动输入选取 302
10.4.2 不同墩高条件下支座剪力键水平承载力设计值分析 306
10.5 本章小结 309
参考文献 309
第11章 采用钢阻尼支座的铁路简支梁桥振动台试验 312
11.1 概述 312
11.2 振动台模型设计及试验方案 312
11.2.1 钢阻尼支座设计 312
11.2.2 桥梁模型设计 314
11.2.3 模型结构施工及安装 322
11.2.4 试验方案制定 325
11.3 振动台试验过程及结果分析 337
11.3.1 试验过程 337
11.3.2 墩底应变对比分析 341
11.3.3 墩顶及支座位移对比分析 354
11.3.4 墩顶及梁端加速度对比分析 373
11.3.5 减隔震性能评价 386
11.4 本章小结 390
参考文献 391
第12章 采用钢阻尼支座的铁路桥梁地震响应影响参数分析 392
12.1 概述 392
12.2 减震榫及钢阻尼支座有限元模型 392
12.2.1 减震榫有限元模型 392
12.2.2 钢阻尼支座有限元模型 394
12.3 采用钢阻尼支座的铁路桥梁模型非线性时程分析 395
12.3.1 全桥有限元模型 395
12.3.2 地震动输入 398
12.4 试验结果与有限元模拟结果对比分析 399
12.4.1 墩底应变对比分析 399
12.4.2 支座位移对比分析 402
12.4.3 梁端加速度对比分析 405
12.4.4 有限元模拟结果与试验结果差异分析 408
12.5 钢阻尼支座减隔震性能的影响因素分析 409
12.5.1 减震榫半径的影响 409
12.5.2 减震榫材料屈服强度的影响 417
12.5.3 中间座板和下座板间摩擦系数的影响 422
12.5.4 钢阻尼支座内部连接方式的影响 424
12.6 本章小结 426
参考文献