大跨钢桁架拱桥施工阶段抗震性能分析

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钢桁架拱桥具有造型优美、跨越能力大、承载力高等优点,在我国得到越来越多的应用。我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间,频发的地震灾害会严重破坏桥梁结构,造成巨大经济损失,对钢桁架拱桥的抗震性能进行全面的研究十分必要。目前国内外对钢桁架拱桥抗震性能的研究基本针对成桥状态,对施工阶段该桥型抗震性能的研究基本处于空白。鉴于此,本文以某大跨上承钢桁架拱桥为背景,对施工阶段桥梁的抗震性能进行研究。本文首先介绍了国内外大跨钢桁架拱桥的发展概况,从构造、受力、施工三个方面简略介绍该桥型的特性,同时讨论了目前大跨桥梁抗震设计与研究现状,为后文抗震分析提供理论依据。通过有限元软件MIDAS/CIVIL建立全桥模型,选取最大悬臂、主拱合龙两个重点施工阶段,对桥梁结构动力特性进行分析,并在此基础上,分别采用反应谱法与时程分析法对不同施工阶段桥梁的抗震性能进行计算。最后,选取两种计算方法的部分结果进行对比分析,以验证研究的科学性。通过研究发现:施工阶段桥梁在地震作用下,主要构件材料未进入屈服,但结构位移响应较为明显,扣塔、扣锚索等临时结构在地震作用下更易发生破坏;悬臂阶段桥梁的扭转、横向刚度较差;主拱合龙能够大幅增强结构的抗扭性能,改善应力分布,进而提高结构的抗震性能。
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