拱肋内倾角对钢管混凝土提篮拱桥车桥动力响应的影响

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1、第9卷第4期铁道科学与工程学报V01．9N0．42012年8月JOURNALOFRAIL1／＼『AYSClENCEANDENGINEERINGAug．20t2拱肋内倾角对钢管混凝土提篮拱桥车桥动力响应的影响王柳，彭荣华，郭向荣(中南大学土木工程学院，湖南长沙410075)摘要：为考虑拱肋内倾角对大跨度钢管混凝土拱桥的动力特性及车辆走形性的影响，以某主跨为240m的钢管混凝土提篮拱桥为例，运用结构动力学以及有限元原理，分别建立了3种不同内倾角度(7．5。，8．5。，9．5。)下的桥梁动力分析模型和车辆模型，由动力学势能不

2、变值原理”与形成矩阵的“对号入座”法则建立空间振动方程，并对3种情况下的车桥耦舍空间响应进行了计算分析。研究结果表明：桥梁横向自振频率随拱肋内倾角的增加而明显增大；竖向自振振动频率随内倾角度的增大而减小；列车通过桥梁时，不同内倾角度下拱顶竖向位移和加速度的变化很小，而横向位移、横向加速度均随着内倾角度的增大而减小；车辆的动力响应对内倾角的变化不敏感。关键词：拱肋内倾角；钢管混凝土拱桥；车桥耦合；动力响应中图分类号：U441．7文献标志码：A文章编号：1672—7029(2012)04—0025—05Influenceo

3、fleaningangleontrain——bridgecouplingvibrationofconcretefilledsteeltubearchbridgeWANGLiu，PENGRong—hua，GUOXiang—rong(SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China)Abstract：Inordertoinvestigatetheinfluenceofleaningangleofribonthedynamicproper

4、tyandtrainrunningperformanceofbigspanconcretefilledsteeltubearchbridge，abridgeofsuchtypewithamainspanof220mwascitedasanexample．Byusingstructuraldynamicsandfiniteelementtheory，thefiniteelementmodelsforthebridgehavingthreekindsofleaningangle(7．5。，8．5。，9．5。)aswella

5、strainmodelwererespectivelybuilt．Basedontheprincipleoftotalpotentialenergywithstationaryvalueinelasticsystemandthe“setinfightposi—tion”ruleforformulatingsystemmatrixes，thebridgesystemspatialvibrationequationswerederived．Byusingcomputersimulationmethod，thebridged

6、ynamicresponseandtrainrunningperformancewerecalculatedandan—alyzedwhentrainsrunthroughthebridge．Theresultsshowthatthelateralvibration~equencyofbridgesignifi—cantlyincreaseswhiletheverticalvibration~equeneyslightlydecreaseswiththeincreaseoftheleaningangle．Thevert

7、icaldisplacementandaccelerationofbridgeunderthreedifferentleaninganglesessentiallyunchanged，whilethelateraldisplacementandaccelerationincreasewiththeincreaseoftheleaningangle．Thetrainrespon—sesarenotsensitivetothechangeofleaningangle．Keywords：leaningangle；concre

8、tefilledsteeltubearchbridge；vehicle—bridgecoupling；dynamicresponses钢管混凝土拱桥是一种由混凝土和钢材2种和混凝土2种材料在受力过程中的相互作用，使混材料组合而成的新型桥型，近年来，钢管混凝土拱凝土的强度提高，塑性和韧性也大为提高；同时，混桥在我国公路和城市桥梁建设