特大跨悬索桥索塔波形钢腹板横梁抗震性能试验研究(Ⅰ):试验设计及有限元分析

雅安至康定高速公路泸定大渡河特大桥在国内外首次采用波形钢腹板组合箱型结构作为高烈度地震区特大跨悬索桥的索塔横梁,采用了拟静力模型试验的方法,对新型索塔横梁体系的抗震性能进行了研究,研究成果分为2部分介绍,本文主要进行前期试验目标横梁选取、缩尺模型设计、加载方法、测试方案以及试验模型有限元分析方法及结果的分析研究(试验结果及抗震性能分析评估另文详述),试验设计及有限元分析结果表明:根据结构设计和受力对称特点进行离散化设计,并结合杠杆加载系统加载的缩尺模型能够满足试验要求,波形钢腹板横梁的工程应用能够满足桥梁抗震设防目标。

特大跨悬索桥索塔波形钢腹板横梁抗震性能试验研究(Ⅱ):试验结果及性能评估

雅安至康定高速公路泸定大渡河特大桥在国内外首次采用波形钢腹板组合箱型结构作为高烈度地震区特大跨悬索桥的索塔横梁,采用拟静力模型试验方法对新型索塔横梁体系的抗震性能进行研究。研究成果分为2部分介绍:前文介绍了模型试验设计及其有限元计算分析,本文在前文的基础上,重点分析实测的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性性能、刚度退化、耗能能力等试验指标,并对索塔横梁体系的抗震性能进行评估,同时对其塑性铰长度取值进行了初步探讨。试验结果表明:波形钢腹板箱型横梁满足抗震设计要求,索塔横梁联接体系能够实现"强剪弱弯、强节点弱构件"的设计理念,为高烈度地区大跨径悬索桥索塔横向联接抗震设计提供了一种新思路。

近场地震作用下组合横梁桥塔的悬索桥地震响应研究

在近场地震作用下,为减小桥塔塔身弯矩,悬索桥桥塔创新性地设置波形钢腹板横梁。以大渡河大桥为研究对象,基于横梁拟静力试验数据,建立结构动力数值计算模型并输入不同类型的近场地震动计算结构的地震响应,探究采用波形钢腹板横梁悬索桥的优势和近场效应对结构响应的影响规律。研究表明:采用波形钢腹板横梁的桥塔有自重轻、刚度小的优势,更符合强柱弱梁和强剪弱弯;在高烈度的近场作用下,以波形钢腹板横梁的延性作为抗震策略是合理的。脉冲效应对本桥响应影响较大,因此建议此类型桥梁应重视近场脉冲效应;而上盘效应对本桥的响应小于无近场效应的地震动,故处于上盘的桥梁是更安全的;在横向地震激励下,近场脉冲效应对主塔的位移和弯矩影响较大。