鱼梁洲大桥抗风设计

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1、l8桥梁结构城市道桥与防洪2010年2月第2期鱼梁洲大桥抗风设计吴延伟(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安710043)摘要：该文运用空间有限元分析对独塔双索面斜拉桥进行抗风性能计算和评估检算，对全桥结构进行动力分析，结果表明，虽然拉索不能提供抗扭刚度，但由于主梁剐度较大，故大桥表现出良好的抗风性能。关键词：空间有限元分析；独塔双索面斜拉桥；抗风性能；动力分析中图分类号：U442．5．9文献标识码：A文章编号：1009—7716(2010)02-0018--04100a重现期的10min平均年最大风速V。0=23．5m／s，1概述取其地形地理条件系数修正后V。0=26．85m／s。鱼梁

2、洲大桥位于湖北省襄樊市庞公路陶湾村2．2设计基准风速的确定附近。大桥跨越汉江与鱼梁洲旅游开发区内的三拟建的襄城至鱼梁洲大桥桥址为Ⅱ类地表粗号路南端相连。桥梁主跨采用135m+135m预应糙度类型，风速剖面系数=0．i6，则在成桥运营力混凝土独塔双索面斜拉桥，两侧引桥结合桥高下，主梁设计基准风速VK1·V0=28．06m／s，主塔分别采用30m及20m跨径的简支空心板梁，全设计基准风速VKl·V10=34．38nds。桥总长1324．31m。引桥宽22m，主桥由于设置施工阶段，梁塔的设计基准风速：布索区加宽至B=24．5m(两侧斜拉索锚固区各主梁设计基准风速VDLs=0．84·VOL=23'5

3、7m／s。1．25m1。桥塔采用H型桥塔，塔墩固结，塔梁分主塔设计基准风速VⅡIs=0．84·Vtrr=28．87m／s。离。主梁采用单箱双室开口箱形截面。箱梁侧高2．3主梁颤振检验风速的确定2m，顶宽24．5m，底宽17m，顶板设2％人字坡，主梁颤振检验风速由下式确定中心线处梁高2．24m。斜拉索采用镀锌5低松lVj=K‘。脱(1)弛高强度平行钢丝束，冷铸墩头锚具。双面扇形式中：K——考虑风洞试验误差及设计、施工中不布置，索距8m。索长32．5—141．4m，全桥共124确定因素的综合安全系数；根。缆索内层为聚乙稀PE管，外层为彩色聚氨脂。，l厂考虑风速的脉动影响及水平相关特塔墩固结处01

4、号梁段在钢支架上立模现浇施性的无量纲修正系数。工，其他梁段利用牵索式挂篮分段悬臂浇注施工，故成桥运营状态下主梁颤振检验风速[V]从塔中心对称向两端进行。因该桥属于襄樊市的=45．29rn／s，重点工程，因此需对该桥在最大悬臂状态和成桥施工阶段主梁颤振检验风速[V]=O．84[V]=状态的抗风动力性能进行计算和评估。主桥立面38．04m／s。’见图1。3结构抗风计算模型及动力特性分析2设计基本风速、设计基准风速和主梁颤3。1成桥状态抗风计算模型振检验风速的确定计算模式采用脊梁模式，脊梁模式把桥面系2。1基本风速的确定的刚度(竖向、横向挠曲刚度、扭转刚度)和质量(平设计基本风速为桥梁所在地区中的

5、开阔平坦动质量和转动质量)都集中在中间节点上，节点和地面以上10m高度处100a重现期的10min平斜拉索之间处理为主从关系。斜拉索自重引起垂均年最大风速。参考《公路桥涵设计通用规范》度的非线性采用Ernst等效弹性模量方法进行处(JTGD60—2004)中的全国基本风压图，可以计算理。梁、塔柱单元采用空间混凝土弹塑性单元，得到拟建的襄城至鱼梁洲大桥的基本风速梁、塔柱单元的非线性是用截面的轴力一弯矩相V20=28．3rn／s(基本风压W0=500Pa)，由梯度风沿高互作用图作为屈服面，并在计算时程中每一步迭度变化的规律，求得该地区地面以上10m高度处代循环之后修改切线刚度矩阵和几何刚度矩阵。

6、塔与梁之间竖向通过0#索支撑，主梁在下横梁收稿日期：2009—10—13作者简介：吴延伟(1973一)，男，浙江奉化人，高级工程师，从位置横向放置有阻尼器，纵向设有挡块，挡块与主事桥梁设计工作。梁横隔板之间放置有阻尼器，阻尼器用非线性，2010年2月第2期城市道桥与防洪桥梁结构19广-I。，．；：j⋯4x3000

7、}lI150；．r高通航水位(67肿愠通航水位(67所提塑位}I，_————：璺口-I’。】r*—＼：一一—一股冲利线：：：t150：ll-：由抽．圆砾局部冲刷线．jl’786，。-●目—蚕：塑———===／—囝一薰一⋯薹主@@I行车道JJJJ叠盘jjlI／厶确，行车道]}。。-1

8、_桥粱圈1主桥立面图(单位：cm)Damper单元模拟。成桥状态抗风计算模型见图2。·■--_--■●■--一l图2成桥状态抗风计算模型三维图l3．2施工阶段抗风计算模型图4振型图(一)施工阶段取最大双悬臂长度132．2m+132．2m进行验算。计算模型见图3，主要振型图如图4图7所示。图3施工阶段抗风计算模型三维图图5振型图(二)3．3动力特性分析与结构抗风稳定性有关的振型是以梁的振动与主梁自激振动有关的振