瀾滄江鋼管混凝土勁性骨架拱橋抗震性能分析.pdf

1、瀾滄江特大橋位于設(shè)計時速為140km/h的大(理)瑞(麗)鐵路線上，跨越瀾滄江，主橋為跨度342m的上承式鋼管混凝土勁性骨架拱橋。勁性骨架為鋼管桁架結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)體施工，之后，通過內(nèi)填和外包混凝土構(gòu)成單箱單室箱形截面的主拱結(jié)構(gòu)。該橋具有跨度大，結(jié)構(gòu)和施工工藝復(fù)雜等特點。本文基于該橋建設(shè)的需要和鐵道部科技研究開發(fā)項目的要求，對該自振特性及抗震性能開展研究，主要完成的工作如下：
　　 1.基于瀾滄江內(nèi)填外包鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)和施工特點，采

2、用梁、板系單元，借助大型通用有限元程序建立了該橋靜、動力分析有限元模型，并對模型建立的精度進行了探索，得出在抗震分析中需要考慮引橋部分的影響。
　　 2.采用多重Rize向量法進行了該橋自振特性分析并對動力性能進行了研究，結(jié)果表明其在同類橋型中相比而言有較大的剛度；
　　 3.基于振形疊加法，分別采用反應(yīng)譜法和時程分析法，對瀾滄江大橋進行一致激勵抗震分析，對比兩種不同計算方法下主拱關(guān)鍵截面的內(nèi)力及應(yīng)力值，并利用容許應(yīng)力法

3、評判其在多遇、設(shè)計和罕遇三種地震荷載作用下縱、橫向的抗震性能，結(jié)果表明：外包及內(nèi)填混凝土應(yīng)力都在容許應(yīng)力范圍內(nèi)，鋼管應(yīng)力在罕遇地震橫橋向(考慮活載和不考慮活載兩種情況均有)作用下拱頂位置超過其容許應(yīng)力值，但小于其極限強度。通過對拱頂截面進行極限承載能力驗算可得，在罕遇地震作用下，拱頂截面內(nèi)力值遠小于其極限承載能力，安全系數(shù)大于2，能夠滿足抗震設(shè)計要求。
　　 4.考慮鋼管內(nèi)填混凝土收縮徐變對應(yīng)力重分布的影響，對鋼管內(nèi)填混凝土彈性

4、模量進行折減考慮，討論了不同的折減系數(shù)時主拱關(guān)鍵截面內(nèi)力及應(yīng)力值的變化情況，結(jié)果表明內(nèi)填混凝土彈性模量折減越多，截面內(nèi)力及應(yīng)力值越小，且變化基本呈線性關(guān)系。
　　 5.對該橋進行了考慮行波效應(yīng)的抗震分析，分析結(jié)果表明：考慮行波效應(yīng)對本橋主拱的內(nèi)力影響是不利的。在順橋向分析中，內(nèi)力及應(yīng)力值隨地震波速度增大而減小，最終趨近與一致激勵結(jié)果；在橫橋向分析中，應(yīng)力值變化較小，本橋橫橋向地震波行波效應(yīng)的影響小于順橋向地震波行波效應(yīng)。