高墩大跨连续刚构桥动力性能研究

• 作 者: 周来彬
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2013年01期
• 关键词: 连续刚构桥 动力特性 屈曲稳定 地震反应 反应谱法 时程分析法

近年来，我国高等级公路建设不断向西南、西北地区推进。为了适应深沟峡谷和大江大河等地形条件，高墩大跨度连续刚构桥以其跨越能力大、墩梁协同受力和桥型美观等优点成为这些地区桥型的首选。然而，由于西北、西南地区地震和深沟峡谷的横风频发，这些不利因素致使桥梁结构出现动力与稳定问题。因此，有必要对高墩大跨连续刚构桥进行抗震分析研究。本文以某桥为背景，对其动力特性、稳定性和各种不利荷载作用下结构内力及变形情况进行分析研究。本文研究了某桥的动力特性，计算得出全桥结构前30阶自振模态，并计算出了结构的自振频率，在不同自振频率下分析了该桥振动模态，得出了结构的动力特性。由于某桥为104m高墩，因此对结构进行稳定性研究具有重要意义。本文对某桥施工阶段最大悬臂状态和成桥运营状态进行了结构稳定性研究，即对最大悬臂状态和成桥运营状态的临界荷载系数进行分析，给出了结构前4阶失稳模态，得出了四个状态的稳定安全系数，并初步断定最大悬臂状态是结构最不稳定状态，为最大悬臂阶段施工以及成桥运营使用提出建议。其次，对某桥分别采用了反应谱分析与时程反应分析，将反应谱分析与时程反应分析的结果进行比较。将计算得到的最大值用来做抗震分析，并对结构抗震设计验证。最后，由于某桥主墩高为104m，属于超高墩，且主墩通体不设横系梁，主墩顺桥向比较柔，在施工阶段和成桥阶段易发生屈曲失稳，故本文研究了不同墩型对高墩大跨连续刚构桥稳定性的影响。本文拟定了三种墩型，即原桥主墩型、主墩单墩墩型和原桥主墩添加横系梁墩型。通过对不同墩型的研究结果，对高墩大跨连续刚构桥设计提供参考。