懸索橋波形鋼腹板橫梁橋塔抗震性能研究.pdf

1、由于懸索橋具有卓越的跨越能力，現(xiàn)在已經(jīng)成為在高烈度山區(qū)高速公路大跨橋梁中極具競爭力的橋型。然而傳統(tǒng)PC橫梁懸索橋橋塔重量和剛度都比較大，在地震荷載作用下容易發(fā)生破壞，特別是橫梁的抗剪驗算不容易通過。波形鋼腹板PC組合梁具有結構自重輕、剛度小、抗剪承載力高、地震荷載作用下的內(nèi)力響應小等優(yōu)點，較符合高烈度地區(qū)懸索橋橋塔橫梁的受力需求，而現(xiàn)在波形鋼腹板PC組合梁抗震性能的研究幾乎沒有涉及懸索橋橋塔橫梁應用的研究內(nèi)容。所以有必要研究這種結構在地

2、震荷載作用下的受力特點。本論文進行了這方面的探討和研究，具體研究內(nèi)容和成果如下:
　　以某單跨鋼桁梁懸索橋為工程背景，在考慮加勁梁與橋塔連接處縱向阻尼器作用，以及樁土之間相互作用的基礎上建立相應的懸索橋有限元模型。橋塔分別擬定2道橫梁、3道橫梁、4道橫梁三種不同的橫梁方案，每一種方案分為波形鋼腹板PC組合梁及PC箱梁兩種類型，一共6個不同的橋塔模型，運用時程分析法計算不同橫梁類型以及不同橫梁數(shù)量橋塔在地震荷載的內(nèi)力響應。
　

3、　選擇地震荷載作用下內(nèi)力響應最優(yōu)的3道橫梁方案，運用截面抗震分析軟件XTRACT分析橋塔不同橫梁材料上、中、下橫梁的屈服彎矩，結合同一模型不同荷載工況下橋塔的內(nèi)力響應，對比波形鋼腹板PC組合橫梁橋塔與PC箱梁橋塔的極限承載力和破壞過程。
　　運用有限元軟件ANSYS建立不同頂?shù)装搴穸炔煌瑢捒绫鹊?個模型，計算得出頂?shù)装寮袅禂?shù)。通過對比分析剪力滯系數(shù)的大小和分布規(guī)律，了解幾何構造對波形鋼腹板PC組合橫梁剪力滯系數(shù)的影響，再結合施

4、工現(xiàn)場應變計測試數(shù)據(jù)校核有限元計算結果。
　　計算分析結果表明:在相同地震荷載作用下，波形鋼腹板PC組合橫梁橋塔的最不利彎矩和剪力都明顯小于PC橫梁橋塔的結果;隨著橋塔橫梁數(shù)量的增加，下、中橫梁的最不利彎矩和剪力呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢;上橫梁的最不利彎矩和剪力呈現(xiàn)出逐步減小的趨勢;波形鋼腹板PC組合梁橫梁橋塔相對于普通PC橫梁橋塔可以提高橋塔初次發(fā)生破壞的荷載強度，有效提高橋塔的抗震極限承載力;波形鋼腹板PC組合梁項底板厚度越大，剪