Ductility Seismic Performance of Intercity Railway Viaducts under Different Levels of Earthquakes

WU Xin; FENG Yulin; ZHUANG Haiyang; XIE Yuhang

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20240625001

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Ductility Seismic Performance of Intercity Railway Viaducts under Different Levels of Earthquakes

更新时间：2025-08-27

- Ductility Seismic Performance of Intercity Railway Viaducts under Different Levels of Earthquakes
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 45, Issue 4, Pages: 829-837(2025)
- 作者机构：
  
  1.南昌铁路勘测设计院有限责任公司，江西南昌 330002
  2.华东交通大学土木建筑学院，江西南昌 330013
  3.中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南长沙 410075
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20240625001
  CLC： TU375
- Received：25 June 2024，
  
  Revised：2024-09-03，
  
  Published：28 August 2025
- 稿件说明：
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邬歆,冯玉林,庄海洋等.不同水准地震下城际铁路高架桥梁延性抗震性能[J].防灾减灾工程学报,2025,45(04):829-837.

WU Xin,FENG Yulin,ZHUANG Haiyang,et al.Ductility Seismic Performance of Intercity Railway Viaducts under Different Levels of Earthquakes[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(04):829-837.
邬歆,冯玉林,庄海洋等.不同水准地震下城际铁路高架桥梁延性抗震性能[J].防灾减灾工程学报,2025,45(04):829-837. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240625001.

WU Xin,FENG Yulin,ZHUANG Haiyang,et al.Ductility Seismic Performance of Intercity Railway Viaducts under Different Levels of Earthquakes[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(04):829-837. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240625001.

摘要

针对既有城际铁路高架桥不同水准地震下抗震性能认知的不足，开展不同水准地震下既有城际铁路高架桥梁延性抗震能力评估研究。以某三跨32.7 m标准城际铁路高架桥为研究对象，基于OpenSees建立三维纤维梁柱单元城际铁路高架桥有限元模型，并对其进行验证，进而开展多遇、设计及罕遇地震下城际铁路高架桥地震响应分析，研究不同水准地震下城际铁路高架桥的支座、桥墩的地震反应规律与损伤破坏特征，并对桥墩进行延性抗震验算。结果表明：对比验证模型前6阶自振周期误差均在5%以内，说明所建立的OpenSees三维纤维梁柱单元城际铁路高架桥模型准确。多遇地震下各支座均未屈服，设计和罕遇地震下支座会进入屈服状态，但均在允许范围内。罕遇地震下，桥墩在横桥向均进入屈服状态，非线性位移比最大为1.52，但未达到极限位移，满足铁路规范中的延性抗震验算要求。建议罕遇地震下延性设计增加防落梁、销钉等支座位移限制装置。

Abstract

To address the insufficient understanding of the seismic performance of existing intercity railway viaducts (IRV) under different levels of earthquakes

this study conducted an evaluation of their ductility seismic capacity. Taking a standard three-span

32.7m IRV as the research object

a finite element model of the IRV with three-dimensional fiber beam-column elements was established based on OpenSees and subsequently validated. Furthermore

seismic response analysis of the IRV was conducted under frequent

design

and rare earthquakes to investigate the seismic response patterns and damage characteristics of bearings and piers of the IRV under different levels of earthquakes. Additionally

ductility seismic capacity verification was performed for the piers. The results showed that errors in the first six-order natural vibration modes of the model

compared with the verification data

were all within 5%

demonstrating the accuracy of the established IRV model with three-dimensional fiber beam-column elements based on OpenSees. Under frequent earthquakes

none of the bearings yielded. Under design and rare earthquakes

the bearings yielded but remained within the allowable range. Under rare earthquakes

all piers yielded in the transverse direction of the bridge

with a maximum nonlinear displacement ratio of 1.52

but did not reach the ultimate displacement

meeting the requirements of ductility seismic capacity verification specified in the railway code. It is recommended to incorporate displacement limiting devices such as anti-fall beams and pins into the bearings in the ductility design under rare earthquakes.

关键词

Keywords

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