《鋼管混凝土拱橋動力特性影響因素研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第41卷第3期Vol.41，No.32015年6月SichuanBuildingMaterialsJune，2015鋼管混凝土拱橋動力特性影響因素研究陳漢虎,項(xiàng)華杰(中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,湖北武漢430056)摘要:對中承式鋼管混凝土拱橋的動力特性相關(guān)影響因素進(jìn)行了計(jì)算與分析,并得出了一些有用的結(jié)論,希望為工程技術(shù)人員提供一些參考意義。關(guān)鍵詞:中承式鋼管混凝土拱橋;動力特性;影響因素中圖分類號:U448．22文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1672-4011(2015)03-0101-02DOI:10.3969

2、/j.issn.1672-4011.2015.03.0500前言圖1結(jié)構(gòu)離散模型拱橋因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)適用、豐富多樣的造型而深受人們的2動力特性影響因素分析喜愛。與其他橋梁的發(fā)展類似,拱橋由于受諸多因素的限橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性包括自振頻率、振型及阻尼比,制制約,其發(fā)展歷程可以概括為石拱橋、鋼拱橋、鋼筋混反映了結(jié)構(gòu)的剛度大小,它是結(jié)構(gòu)動力特性分析的重要基凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋等幾個(gè)階段。鋼管混凝土拱橋礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)的自振特性受結(jié)構(gòu)的組成體系、剛度、質(zhì)量分布、由于承載能力大、跨越能力強(qiáng)、抗震性能優(yōu)良、施工簡單[3][1-2]支承條件等

3、因素的影響。而被廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目中。鑒于目前鋼管混凝土拱橋以大跨徑、輕型為發(fā)展方向,2．1不同部位的橫撐對動力特性的影響所以其動力特性愈加被重視,例如地震、風(fēng)振等作為橋梁由于鋼管混凝土拱橋的跨徑不斷增大且材料強(qiáng)度的不典型的動力問題是鋼管混凝土拱橋所必須面對的,故對影斷提高,其側(cè)向穩(wěn)定問題顯得愈加重要。在實(shí)際項(xiàng)目中,響鋼管混凝土拱橋的動力特性的一些因素進(jìn)行研究很重要。人們一般通過設(shè)置橫向連續(xù)來解決鋼管混凝土拱橋的側(cè)向本文以某中承式鋼管混凝土拱橋?yàn)槔?以影響該橋動穩(wěn)定問題,筆者計(jì)算分析了以下三種工況的動力特性:工

4、力特性的一些因素為研究對象,利用橋梁專用有限元軟件況一原橋型、工況二僅去掉拱頂橫撐、工況三僅去掉拱腳Midas/Civil對其動力特性進(jìn)行分析計(jì)算。通過本文的分析橫撐,結(jié)果見表1。論述,希望能對后續(xù)的大跨度鋼管混凝土拱橋的動力特性表1不同部位的橫撐布置情況下的動力特性Hz研究提供一些參考。頻率振型工況一工況二工況三1工程概況及有限元模型主拱肋一階正對稱橫彎0．3580．3600．357梁拱反對稱橫彎0．3930．3930．3921．1工程簡介梁拱一階反對稱豎彎0．7060．7060．706該橋?yàn)榭缍?20m的中承式柔

5、性系桿鋼管混凝土拱橋,主拱肋一階反對稱橫彎0．7070．6060．706橋凈寬(27+2×2．5)m,雙向6車道;主拱為變截面懸鏈主拱肋二階正對稱橫彎0．8760．8740．874線鋼管混凝土桁架拱橋。拱肋高度從拱頂3．5m逐漸變到梁拱一階正對稱豎彎0．9900．9910．990拱腳5．5m,拱肋寬度不變,2．0m;計(jì)算跨徑L=210m,主拱肋二階反對稱橫彎1．1691．1331．159計(jì)算矢高f=60m。主拱圈采用鋼管組成的桁式主拱肋,管梁拱一階反對稱扭轉(zhuǎn)1．2121．1891．211內(nèi)澆筑混凝土,拱肋間采用不填充

6、混凝土的空鋼管來設(shè)置從表1可以看出:①工況一至工況三的面外基頻在了12道橫撐。吊桿合計(jì)42對,間距7m,每根吊桿由s0．357~0．360Hz之間浮動,但面內(nèi)基頻保持在0．706Hz,25?15．2的平行鋼絞線組成,fpk=1860MPa。j由此可知主拱肋面外基頻要小于面內(nèi)基頻;②由工況一與1．2有限元模型工況二比較可知,主拱肋一階反對稱橫彎振型頻率由0．707該橋采用橋梁專用有限元軟件Midas/Civil來建立分析Hz降至0．606Hz;由工況一與工況三比較可知,拱腳橫撐模型。其中拱肋、立柱、橫撐、縱梁及橫梁采用

7、具有拉、對動力特性的影響較小;③由工況一至工況三對比可知,壓、剪、彎和扭的變形剛度的梁單元模擬;拱肋間的橋面板采用板單元模擬;主梁與立柱采用主從約束來模擬;拱橫撐布置對防止橋梁的整體扭轉(zhuǎn)具有一定的作用,尤其是腳采用約束6個(gè)方向的自由度來模擬。全橋一共有2388個(gè)拱頂處橫撐對其影響較大。節(jié)點(diǎn)、4878個(gè)單元。該橋的離散模型如圖1所示。2．2橫撐剛度對動力特性的影響為了分析橫撐剛度的影響,現(xiàn)建立了以下五種工況。工況一為實(shí)橋模型,工況二~工況五的橫撐剛度分別是實(shí)作者簡介:陳漢虎(1985-),男,湖北孝昌人,助理工程師,研

8、究方向:橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論。橋橫撐剛度的0．5、2、3、4倍。由于結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)對應(yīng)·101·Vol.41，No.3第41卷第3期June，2015SichuanBuildingMaterials2015年6月的振型變化不大,所以在此不給出其振型特點(diǎn),表2是工表4拱肋剛度不同情況下的自振頻率Hz況一~工況五的自振頻率計(jì)算結(jié)果。模型第一階第二階第三