波形钢腹板连续组合箱梁桥动力特性及抗震性能研究

发布时间：2019-09-02 12:42

【摘要】：起源于20世纪80年代的波形钢腹板组合箱梁桥,充分发挥了混凝土和钢材的材料性能,以其自重轻、预应力施加效率高、经济美观、施工工期大幅缩短等优势,在法国、日本等国得到迅速发展与应用。近十年来,波形钢腹板组合箱梁桥在我国也逐渐得到重视,其研究、应用和发展方兴未艾。随着现代桥梁向轻质、高强、大跨方向发展以及地震灾害频发,作为生命线工程的桥梁结构,其动力性能和抗震设计的重要性日益凸显。目前,国内外学者对波形钢腹板组合箱梁桥的研究主要集中在静力性能方面,对其动力性能的研究相对较少。随着这类桥梁建设规模的不断扩大,亟待对其动力问题进行深入研究。本文在查阅大量国内外研究资料的基础上,探讨了波形钢腹板组合箱梁桥的发展历程、结构特点及技术优劣,论述了此类桥梁动力特性及地震响应的研究现状;以国内已建某波形钢腹板连续组合箱梁桥为原型,运用大型有限元分析软件建立了该桥主梁的精细有限元计算模型,对其进行动力特性分析;根据腹板所受剪力相等的原则建立与之等效的混凝土腹板连续箱梁桥的主梁模型,并将两者的动力特性进行了对比分析;参考相关规范要求,探讨了地震动参数的选取方法,对所建波形钢腹板箱梁桥的主梁模型进行了地震反应谱分析;选取三条合适的地震波对该时空耦合动力模型进行了地震反应时程分析,进一步研究了该类桥梁的抗震性能。分析结果表明,采用波形钢腹板代替传统的混凝土腹板,能有效减轻结构自重,提高结构的截面抗剪刚度,但同时截面的纵、横向抗弯刚度和截面抗扭刚度都不同程度的下降。主梁模型的前十阶的自振频率比传统混凝土箱梁桥主梁相应的自振频率小约10%~20%,且在前十阶振型中出现了扭转成分,主要还是因为波形钢腹板箱梁桥的刚度比传统混凝土腹板箱梁桥的刚度小。在基于反应谱法的地震响应分析和时程分析中,结构在沿桥梁竖向的位移和加速度响应均较大,因此,在实际抗震应用中,应加强桥梁竖向的抗震设计。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U442.55

【参考文献】

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本文编号：2530938