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波形钢腹板PC组合箱梁作为一种新型组合结构,凭借其优良的力学性能,便捷的施工,美观的造型,良好的经济效应等优点,深受广大桥梁设计建造者的青睐,已在世界范围内得到了越来越广泛的应用,国内外已建和在建的波形钢腹板PC组合箱梁桥己达200多座。刚构-连续组合梁桥是连续梁桥和连续刚构桥的结合,通常是在一联连续梁中部数孔采用墩梁固结的刚构,边部数孔为设置支座的连续结构。由于刚构-连续组合梁桥良好的地形适应能力,自从1993年我国建造第一座刚构-连续组合梁桥以来,这种桥型在我国得到了快速的发展。本文以兰州至海口国家高速公路临洮至渭源段的玉井2号大桥为工程背景,对其进行初步设计,并进行施工过程模拟,静动力特性分析及抗震性能研究。主要工作如下: (1)对玉井2号大桥进行初步设计,上部结构为5跨(58m+3×100m+58m)波形钢腹板PC刚构-连续组合梁桥,桥墩采用薄壁空心墩,两固结墩墩高分别为75m和60m,两滑动墩墩高为28m,充分体现了刚构-连续组合梁桥的特点。预应力采用体内体外束共同作用,体现了波形钢腹板PC组合箱梁的预应力效率高的优点。桥梁设计采用1600型波形钢腹板,波形钢腹板与顶板连接采用角钢抗剪连接件,与底板连接采用双PBL抗剪连接件。 (2)运用Midas Civil有限元软件对全桥进行施工过程模拟及静动力特性分析,验证了桥梁的梁高设置,预应力束配置,波形钢腹板厚度,抗剪连接件及施工方案等设计合理。在施工阶段及成桥阶段,混凝土应力值满足要求,波形钢腹板满足抗剪强度及屈曲要求,抗剪连接件满足纵横向抗剪要求。 (3)对该桥进行了动力特性分析并考虑桩-土结构动力相互作用,了解整体结构的刚度大小,刚度分布情况以及判断结构相对薄弱部位。桥梁各阶振型中,横向振型较多,说明横桥向刚度较纵桥向更小。桥梁的关键截面为两固结墩墩顶和墩底截面。 (4)介绍桥梁抗震分析方法及相关理论,对该桥进行抗震性能研究,包括反应谱分析、线性动力时程分析、非线性动力时程分析。分析塑性铰屈服状态,研究结构动力弹塑性特性。 (5)介绍了Pushover分析方法的应用现状及基本原理,并对该桥进行了Pushover分析和抗震性能研究。最后对Pushover分析结果与非线性动力时程分析结果进行对比,为工程抗震设计中Pushover分析方法的应用提供参考。