鋼—混凝土混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)性能研究

1、鋼混凝土混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)性能研究鋼-混凝土混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋是一種新型梁式橋,它是將連續(xù)剛構(gòu)橋主跨跨中的一段混凝土箱梁替換為鋼箱梁,混凝土梁和鋼箱梁在結(jié)構(gòu)層次上連接在一起共同構(gòu)成了連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁部分。本文以某連續(xù)剛構(gòu)橋為工程依托,將該連續(xù)剛構(gòu)橋中跨跨中42米的混凝土箱梁替換為鋼箱梁,試設計了一座鋼-混凝土混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋,并對其進行分析,主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)基于有限元理論,采用MidasCivil大型有限元軟件建立連續(xù)剛構(gòu)橋的全橋梁單元模型,并結(jié)合現(xiàn)有鋼-混凝土混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)參數(shù)和前人研究成果,將連續(xù)剛構(gòu)橋中跨跨中42米混凝土箱梁替換成鋼箱梁,建立鋼-混凝土混合梁連

2、續(xù)剛構(gòu)橋的全橋模型,并對該橋進行結(jié)構(gòu)驗算,為后面的計算研究做鋪墊。(2)以試設計的混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋為基礎,并對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析,主要包括在恒載和活載分別作用下,邊中跨比和鋼梁長度與中跨跨徑之比對混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋受力性能的影響,結(jié)果表明恒載作用下,跨中彎矩隨著邊中跨比的增大而減小,隨著鋼梁長度與跨徑之比的增大而減小;活載作用下,中跨跨中最大應力隨著邊中跨比的增大而增大,隨著鋼梁長度與跨徑之比的增大而減小。(3)通過連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的有限元模型,分析對比連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋在典型靜力荷載工況下的結(jié)構(gòu)變形和受力特征,對比其應力分布和位移情況結(jié)果表明自重作用下混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的跨

3、中位移和墩頂彎矩都較連續(xù)剛構(gòu)橋小,活載作用下連續(xù)剛構(gòu)橋的位移和應力都較連續(xù)剛構(gòu)橋稍大。(4)對比分析連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的動力特性,并且分別對不同墩高差和不同墩高兩種參數(shù)下的連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的動力性能進行研究,結(jié)果表明連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的一階振型均為體系縱飄,混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的一階自振頻率較連續(xù)剛構(gòu)橋大;隨著主墩高差和主墩高度的增大,兩座橋梁的振型頻率基本上都呈減小的趨勢,而且主墩高差和主墩高度對兩座橋的振型模態(tài)均有較大影響。(5)對連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋分別進行E1地震作用下的反應譜分析和線性時程分析,并對計算結(jié)果進行比較,結(jié)果表明:連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)

4、剛構(gòu)橋的縱向位移相差不大;混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋的橫向位移均大于連續(xù)剛構(gòu)橋,差值由邊跨中跨逐漸向中跨跨中遞增,在中跨跨中達到最大;混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋中跨跨中的豎向位移較連續(xù)剛構(gòu)橋小?；旌狭哼B續(xù)剛構(gòu)橋在地震作用下矮墩墩頂?shù)膬?nèi)力較連續(xù)剛構(gòu)橋大,高墩墩頂?shù)膬?nèi)力較連續(xù)剛構(gòu)橋小,橋墩墩底內(nèi)力基本均大于連續(xù)剛構(gòu)橋。(6)通過建立截面恢復力模型,采用分布鉸分別對連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋進行E2地震作用下的彈塑性時程響應分析,得出橋墩塑性鉸的發(fā)展模式,從而對兩座橋的結(jié)構(gòu)進行安全性評估。研究表明:連續(xù)剛構(gòu)橋和混合梁連續(xù)剛構(gòu)橋在0.1g地震力作用下橋墩均未出現(xiàn)塑性鉸,滿足抗震設防要求;在地震波峰值0.4g的作用下,兩橋都進入了屈服狀