波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥力学性能分析

• 作 者: 秦立新
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: 波纹钢腹板 矮塔斜拉桥 索梁活载比 反应谱 稳定 剪切屈曲

随着我国大跨径桥梁的迅速发展，波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥这种新兴的桥梁结构形式，凭借其结构自重轻、建造成本低、施工周期短及抗震性能好等诸多优点得到了广泛的应用。本文以孙武黄河大桥主桥波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥方案为原型，结合现有矮塔斜拉桥的应用经验，通过建立有限元模型，分析了波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥的静力、动力及整体稳定性能，并进行了主梁波纹钢腹板剪切屈曲强度验算，主要完成了以下工作：首先介绍了波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥的结构形式与受力特点；阐述了波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥的静力、动力性能及稳定性能研究现状。采用有限元方法计算波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥在施工阶段、成桥阶段及运营阶段荷载作用下结构的受力状态，结果显示，结构受力合理，具有足够的安全储备；通过建立无斜拉索作用桥梁作为对比，重点分析了矮塔斜拉桥在移动荷载作用下，主梁与斜拉索的受力状态，结果说明荷载主要由主梁承担，斜拉索对结构受力基本无影响。本文利用有限元方法对比分析了矮塔斜拉桥及等跨径刚构-连续组合梁桥的动力特性，结果显示二者动力特性相类似；采用线性反应谱分析方法进行了桥梁结构地震响应分析，结果可以作为分析桥梁结构地震响应时上部结构刚度的贡献，应用于矮塔斜拉桥的抗震概念设计。最后，对矮塔斜拉桥的整体稳定性能进行了有限元分析，并利用经验公式进行波纹钢腹板的剪切屈曲分析，结果表明波纹钢腹板组合箱梁矮塔斜拉桥具有足够的稳定性，不会发生任何形式的失稳。