文档名：小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析
摘要：为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理,以国内某铁路沿线桥梁为参考开展3组缩尺比1∶8的拟静力试验,对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化4个方面进行分析,以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面有限元模型并进行耐震时程动力计算,以桥墩的位移延性比为损伤指标,基于试验中观察得到的4个关键节点定义无、轻微、中度、严重和完全损伤5种损伤状态之间的位移延性比临界值,通过易损性分析桥墩的损伤发展历程.研究结果表明:1)配筋率从0.3%提升至0.7%,桥墩的承载能力提高至1.37倍,极限位移提高至1.22倍,最终残余位移提高至1.55倍,耗散能量增加至1.80倍,初始刚度提升至1.08倍,最终刚度提升至1.12倍.提高配筋率可以提升桥梁抗震性能,也能增加桥梁抗震韧性.2)当桥墩配筋率由0.3%提至0.7%时,在多遇地震下,轻微损伤概率从87.2%降为29.8%;在设计地震下,中度损伤的概率从63.5%降为30.0%;在罕遇地震下,严重损伤的概率从61.7%降为16.4%.纵筋配筋率可以大幅降低桥墩的损伤概率,提升桥墩的抗震性能.3)在现行铁路规范允许的延性系数为4.8时,3个桥墩均处于严重损伤的阶段.当发生罕遇地震时,3个桥墩出现完全破坏的概率为6.4%、0和1.4%,小剪跨比圆端铁路桥墩在强震作用下具有一定的抗震安全储备.
Abstract：Inordertoclarifytheseismicdamagemechanismofround-endedrailwaybridgepierswithsmallshearspanratiointhetransversedirection.Threesetsofquasi-statictestswithascaleof1:8wereconductedusingabridgealongacertainrailwaylineinChina.Theductility,residualdisplacement,hysteresisenergyconsumption,andequivalentstiffnessofthehystereticcurveswereanalyzed.Basedonthetestresults,afibersectionfiniteelementmodelwithOpenSeesandendurancetimeanalysisdynamiccalculationswereconducted.Usingthedisplacementductilityratioofbridgepiersasthedamageindex.Thelimitvaluesofdisplacementductilityratiobetweenfivedamagestatesofno,slight,moderate,severe,andcompletedamageweredefinedbasedonthefourkeypointsobservedinthetests.Thedamagedevelopmentprocessofbridgepierswasanalyzedthroughfragilityanalysis.Theresearchresultsaredrawn.1)Thereinforcementratiohasbeenincreasedfrom0.3%to0.7%,thebearingcapacityofthebridgepierhasbeenincreasedby1.37times,theultimatedisplacementhasbeenincreasedby1.22times,thefinalresidualdisplacementhasbeenincreasedby1.55times,thedissipatedenergyhasbeenincreasedby1.80times,theinitialstiffnesshasbeenincreasedby1.08times,andthefinalstiffnesshasbeenincreasedby1.12times.Improvingthereinforcementratiocanimprovetheseismicperformanceofbridges.2)Whenthereinforcementratioofbridgepiersisincreasedfrom0.3%to0.7%,theprobabilityofminordamageunderfrequentearthquakesdecreasesfrom87.2%to29.8%.Theprobabilityofmoderatedamageunderdesignearthquakeshasdecreasedfrom63.5%to30.0%.Underrareearthquakes,theprobabilityofseveredamagehasdecreasedfrom61.7%to16.4%.Thelongitudinalreinforcementratiocansignificantlyreducetheprobabilityofdamagetobridgepiersandimprovetheirseismicperformance.3)Whentheductilitycoefficientallowedbycurrentrailwayregulationsis4.8,allthreebridgepiersareinthestageofseveredamage.Whenarareearthquakeoccurs,theprobabilityofcompletefailureofthethreebridgepiersis6.4%,0.0%,and1.4%.Smallshearspanratiocircularendrailwaybridgepiershaveacertainseismicsafetyreserveunderstrongearthquakeaction.
作者：沈林白 洪彧 周志达 王涵玉 蒲黔辉 文旭光 Author：SHENLinbai HONGYu ZHOUZhida WANGHanyu PUQianhui WENXuguang
作者单位：西南交通大学土木工程学院,四川成都610031广西中国-东盟综合交通国际联合重点实验室南宁学院,广西南宁530000
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(1)
分类号：U24
关键词：圆端形桥墩 小剪跨比 拟静力试验 弯剪破坏 易损性
Keywords：round-endedpier lowspanratio quasi-statictest flexure-sheardamage fragility
机标分类号：TU375.4U443.22TU973.31
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：四川省科技计划，广西科技计划，中央高校基本科研业务费科技创新项目小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(1)沈林白 洪彧 周志达 王涵玉 蒲黔辉 文旭光为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理,以国内某铁路沿线桥梁为参考开展3组缩尺比1∶8的拟静力试验,对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化4个方面进行分析,以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析 Fragility analysis of railway round-ended pier with small shear span ratio in transverse direction
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