【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁路桥梁抗震，具体涉及一种标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造及其功效概率性评估方法。
技术介绍
1、我国大部分地区处于欧亚地震带以及太平洋地震带中间，少数地区位于欧亚地震带上。地震区域分布广泛，属于地震频发国家。铁路桥梁是铁路运营的重要一环，尤其在高铁中桥梁占比高，武广高铁桥梁占比42％，京沪高铁桥梁占比80％，沪杭高铁桥梁占比92％。当前，我国铁路建设重点正逐渐向西部高烈度地震区转移使得我国铁路面临非常严峻的地震安全风险。
2、地震本质上是一种偶然作用，发生概率虽小，但破坏性极大。现实中，发生实际地震作用远超设防地震水平的事件时有发生，如2008年5月12日，设防烈度为7度的汶川发生了8.0级地震，震中实际烈度达到11度；2021年5月22日，设防烈度为7度的玛多发生7.4级地震，震中实际烈度为10度；2022年1月8日，设防烈度为7度的青海海北州门源县发生6.9级地震，震中实际烈度为9度，受地震影响兰新高铁浩门至军马场段发生多跨典型双线铁路桥梁破坏，导致兰新高铁全线停运。大量的桥梁结构震害调查表明：采用了恰当的抗震构造措施，如防落梁限位装置和连接以及必要的支撑宽度等，对于降低落梁等严重震害具有非常显著的效果，有助于保证必要的灾后应急通行能力和减小震后修复需要。
3、既有铁路桥梁典型型钢挡块采用工字形或者箱型截面型钢短柱与底板焊接成型，在地震作用下，极易发生底板与挡块主体间的焊缝剪切破坏，门源地震中，大量型钢挡块发生此类破坏。这种破坏模式是脆性破坏的，变形小，耗能能力低，对于克服强震作用、降低落
4、此外，既有铁路桥梁抗震挡块均是采用定性的构造设计，缺乏量化的评估方法，导致既有铁路桥梁抗震挡块的设计参差不齐，预期的防落梁功效难以保证。
5、基于上述原因，本专利技术提出了一种标准型铁路桥梁弹塑性挡块，具有稳定的塑性机制、优良的变形与耗能能力，可以显著提升挡块的防落梁功效。进一步，提出一种防落梁功效的概率性评估方法，进而实现对铁路桥梁抗震挡块防落梁功效的合理量化评估。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造及其功效概率性评估方法。
2、本专利技术的技术方案是：标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，包括底板，所述底板下端设置有第一挡块单元和第二挡块单元，所述第一挡块单元、第二挡块单元左右对称布设，所述第一挡块单元、第二挡块单元均包括梯形组件，所述梯形组件在箱梁底板的横向方向上呈梯形状。
3、更进一步的，所述底板固定在箱梁底板下端，所述箱梁底板架设在支座垫石上。
4、更进一步的，所述梯形组件朝向所在侧支座垫石的一端为梯形的下底端，梯形组件远离所在侧支座垫石的一端为梯形的上底端。
5、更进一步的，所述梯形组件包括多块梯形钢板，所述梯形钢板均包括梯形段和加宽强化段。
6、更进一步的，所述梯形钢板为倒置状，加宽强化段与梯形段中较长的下底侧相连为一体，所述加宽强化段与底板下端相连。
7、更进一步的，梯形段中下底侧、上底侧竖向间距呈渐变状，从而使多块梯形钢板组合形成梯形组件。
8、更进一步的，所述底板、箱梁底板通过阵列式的连接组件进行固定。
9、更进一步的，所述支座垫石设置在桥墩上。
10、标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造的功效概率性评估方法，包括以下步骤：
11、a.确定合适的地震动输入；
12、b.建立结构非线性分析模型；
13、c.基于地震动输入和结构非线性分析模型，确定防落梁功效概率表达；
14、d.评估弹塑性挡块构造的实际功效。
15、更进一步的，步骤c基于地震动输入和结构非线性分析模型，确定防落梁功效概率表达，具体如下：
16、首先，基于结构非线性分析模型，针对所有选取的地震动输入，开展结构地震响应非线性时程分析；
17、然后，根据实际地震响应判定是否发生落梁；
18、最后，得到防落梁即弹塑性挡块构造的功效概率表达。
19、本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术中弹塑性挡块通过合理的构造和参数设计，实现单层钢板近似等强度设计，可以充分发乎材料的塑性性能，进而使挡块具有较大的变形能力、耗能能力，显著提高其防落梁功效。
21、本专利技术中梯形钢板底部采用加宽强化段设计并设置梯形加劲肋，可确保加宽强化段和底部焊缝保持弹性工作，同时避免发生局部屈曲，底板通过锚固螺栓锚固于桥墩顶部，并确保锚固螺栓在挡块极限水平承载力作用下不会发生破坏，进而确保挡块的塑性机制稳定地发生在堆叠钢板的梯形区域。
22、本专利技术中基于非线性模型和分析过程准确分析结构的非线性行为和挡块的防落梁功效，建立了防落梁功效概率性评估方法，实现对铁路桥梁抗震挡块防落梁功效的合理量化评估。
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1.标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，包括底板（5），其特征在于：所述底板（5）下端设置有第一挡块单元和第二挡块单元，所述第一挡块单元、第二挡块单元左右对称布设，所述第一挡块单元、第二挡块单元均包括梯形组件（2），所述梯形组件（2）在箱梁底板（8）的横向方向上呈梯形状。
2.根据权利要求1所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述底板（5）固定在箱梁底板（8）下端，所述箱梁底板（8）架设在支座垫石（9）上。
3.根据权利要求2所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述梯形组件（2）朝向所在侧支座垫石（9）的一端为梯形的下底端，梯形组件（2）远离所在侧支座垫石（9）的一端为梯形的上底端。
4.根据权利要求1所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述梯形组件（2）包括多块梯形钢板（1），所述梯形钢板（1）均包括梯形段和加宽强化段（3）。
5.根据权利要求4所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述梯形钢板（1）为倒置状，加宽强化段（3）与梯形段中较长的下底侧相连为一体，所述加宽强化段（3）与底板（5）
6.根据权利要求5所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：梯形段中下底侧、上底侧竖向间距呈渐变状，从而使多块梯形钢板（1）组合形成梯形组件（2）。
7.根据权利要求2所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述底板（5）、箱梁底板（8）通过阵列式的连接组件进行固定。
8.根据权利要求2所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述支座垫石（9）设置在桥墩（10）上。
9.标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造的功效概率性评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造及其功效概率性评估方法，其特征在于：步骤C基于地震动输入和结构非线性分析模型，确定防落梁功效概率表达，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，包括底板（5），其特征在于：所述底板（5）下端设置有第一挡块单元和第二挡块单元，所述第一挡块单元、第二挡块单元左右对称布设，所述第一挡块单元、第二挡块单元均包括梯形组件（2），所述梯形组件（2）在箱梁底板（8）的横向方向上呈梯形状。
2.根据权利要求1所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述底板（5）固定在箱梁底板（8）下端，所述箱梁底板（8）架设在支座垫石（9）上。
3.根据权利要求2所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述梯形组件（2）朝向所在侧支座垫石（9）的一端为梯形的下底端，梯形组件（2）远离所在侧支座垫石（9）的一端为梯形的上底端。
4.根据权利要求1所述的标准型铁路桥梁弹塑性挡块构造，其特征在于：所述梯形组件（2）包括多块梯形钢板（1），所述梯形钢板（1）均包括梯形段和加宽强化段（3）。
5.根据权利要求4所述的标准型铁路桥...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏伟，管仲国，王雨权，李晓波，李艳，邱珺，马子涵，廖立坚，李明珂，杨智慧，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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