波形钢腹板连续刚构桥抗震性能

2012年12月第41卷增刊施工技术

CONSTRUCTION TECHNOLOGY

波形钢腹板连续刚构桥抗震性能研究

张冠男，周建春

（华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640）

［摘要］通过Midas 对某波形钢腹板连续刚构桥建立有限元模型，用反应谱方法进行地震反应分析，并与普通混凝土腹板连续刚构进行对比。分析结果表明：同等跨径的波形钢腹板连续刚构桥的自重要比普通混凝土连续刚构桥小70%左右；普通混凝土连续刚构桥自振频率略大于波形钢腹板连续刚构桥；在地震荷载作用下，所有控制截面的横向弯矩纵向弯矩和扭矩，混凝土箱梁均大于波形钢腹板箱梁，平均相差150%以上。［关键词］桥梁工程；反应谱；波形钢腹板；连续刚构桥［中图分类号］

TU352［文献标识码］A

［文章编号］1002-

8498（2012）S1-0259-04Analysis on Seismic Performance of Continuous Rigid Frame Bridge with Corrugated Steel Web

Zhang Guannan ，Zhou Jianchun

（School of Civil Engineering and Transportation ，South China University of Technology ，Guangzhou ，Guangdong 510640，China ）

Abstract ：The seismic performance of continuous rigid frame bridge with corrugated steel web is analyzed through making

finite element model with Midas ，and using the response spectrum method for seismic response analysis and comparison with ordinary concrete box beam bridge．The results show that the equal span continuous rigid frame bridge small 70%，ordinary concrete continuous rigid frame bridge in frequency slightly larger than the corrugated steel webs continuous rigid frame bridge ，under seismic loads ，the transverse moment of the control section of the longitudinal bending moment and torque ，the concrete box girder is greater than the corrugated steel webs ，with an average difference of more than 150%．

Key words ：bridges ；response spectrum ；corrugated steel webs ；continuous rigid frame bridge

［收稿日期］2012-05-09［作者简介］张冠男，硕士研究生，

E-mail ：554333752@qq．com 桥梁是一个头重脚轻的结构，庞大的上部结构由支座、桥墩、基础给予支撑，因此减轻其上部结构的自重，

对于改善桥梁抗震性能有着重要的意义。随着科学技术的进步，

出现了一种新型的桥梁———波形钢腹板组合梁桥。波形钢腹板混凝土组合箱梁桥最早起源于欧洲，

20世纪80年代中期，法国首先将波形钢板应用于实桥，

成功地建成了全世界第1座波形钢腹板箱梁桥—

——科涅克桥。日本于20世纪90年代将此技术引入国内，

并加以推广和开发，在公路铁路及城市轨道的高架桥建设中得到了广泛应用，

我国对波形钢腹板组合箱梁桥的研究尚处于起步阶段，但随着理论的日趋完善，国内已建成多座波形钢腹板组合箱梁桥

［3］

。

波形钢腹板组合梁桥就是用波形钢腹板代替普通的混凝土腹板，与传统的普通混凝土箱梁相比，其显著特点是用10mm 厚左右的钢板取代30 80cm 厚的混凝土腹板。采用波形钢腹板代替混凝土腹板对减轻混凝土箱梁桥自重起很大作用

［1］

。其桥梁自重与一般的混凝

土箱梁桥相比大约减轻20%，致使地震激励作用效果

显著降低，为此有必要对其进行地震响应分析。本文分别对70m +120m +70m 的普通混凝土连续刚构桥和波形钢腹板连续刚构桥进行地震反应分析并对两者的地震效应进行比较。1

工程概况

主桥采用70m +120m +70m 波形钢腹板混凝土连续刚构桥，

全桥跨径为260m 。图1为桥梁的纵断面。主桥横截面采用的是单箱单室的截面形式（见图2），跨中截面顶宽13．5m ，梁高3m ，底板宽6m ，厚0．3m ，支座处箱梁截面顶宽13．5m ，梁高7m ，波形钢腹板与混凝土顶及底板垂直，并在连接处局部加强。波形钢腹板波长0．25m ，

波高0．15m ，厚0．01m 。高跨比在边跨为1/12，中跨为1/12，桥面宽13．5m ，桥墩截面采用实腹式矩形截面1号桥墩跟2号桥墩，墩高都为40m ，

桥墩与基础固结。桥梁的设计荷载等级为公路Ⅰ级按Ⅶ度设防，场地土类别：Ⅱ类场地土。2

有限元模型及参数

通过有限元方法对结构分析静动力特性时，首先要建立合理的计算模型，本模型主梁的上顶板跟下底

板采用的混凝土强度等级为C50，容重为2500kg /m 3

，混凝土的弹性模量E =3．5ˑ104

MPa ，泊松比μ=

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