大跨度系杆拱桥地震反应特性分析研究

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1、西南公路2011年第4期西南公路XINANGONGLU3计算结果大跨度系杆拱桥地震反应特性分析研究3.1自振频率及振型特征模型A(f=0.558487,主梁反对称竖弯)(正视)为了保证计算精度，对该桥梁共计算了100阶频率和振型，限于篇幅，仅列出了该桥的前15阶振严猛杨永清余小华罗丝雨型的频率及其振型特征（见表3）。（西南交通大学土木工程学院成都610031）模型B(f=0.737124,主梁正对称横弯)(俯视)表3前15阶自振频率及振型特征图6第3阶振型模型A(考虑桩-土作用)模型B(不考虑桩-土作

2、用)模态号【摘要】以菜园坝长江大桥为实例，采用空间有限元分析方法，分析特殊系杆拱桥动力特性及地震频率(Hz)振型频率(Hz)振型反应特点；通过反应谱法和时程分析方法，研究讨论竖向输入对结构地震反应的影响；综合时程分析和反应10.430323主梁正对称横弯0.722778主梁反对称竖弯谱分析计算结果，对实例拱桥地震反应特点进行总结，分析成果可为同类桥梁结构抗震设计借鉴参考。20.558341主梁反对称横弯0.729766主梁反对称横弯【关键词】大跨度系杆拱桥；地震反应分析；桩-土耦合；反应谱；时程分析3

3、0.558487主梁反对称竖弯0.737124主梁正对称横弯模型A(f=0.747619,主梁反对称竖弯)(正视)+【中图分类号】U448.225【文献标识码】A40.747619主梁反对称竖弯1.03129主梁正对称横弯50.782634主梁正对称横弯1.074418主梁反对称竖弯模型B(f=1.03129,主梁正对称横弯)(俯视)61.031979主梁反对称横弯1.286286主梁正对称竖弯系杆拱桥（Tied-ArchBridge）是一种特别的拱分别为102m及88m。大桥主跨为钢-混组合结构提图

4、7第4阶振型71.244503主梁正对称横弯1.457878主梁反对称横弯桥形式，为了更好的突出拱和梁自身受压与受弯特篮式系杆拱，矢高约56.44m，跨度320m，矢跨比81.256522主梁正对称竖弯1.524838主梁正对称横弯性，将拱与梁结构组合在一起，共同承受各种荷1/5.7，主拱肋内侧倾角为10.67°，两片拱肋通过91.381622主梁正对称横弯1.919421主梁正对称竖弯载，以此达到节省材料的目的。系杆拱桥是由系6道钢箱横撑连为一体。拱肋箱型截面尺寸为2.4m~101.573737主梁

5、桥塔反对称竖弯耦合1.931318主梁反对称横弯模型A(f=0.782634,主梁正对称横弯)(俯视)杆、拱肋、吊杆（立柱）、行车道梁（板）及桥面4.0m，板厚在24mm~40mm之间变化。111.845333主梁反对称横弯1.954064主梁反对称竖弯系等共同工作的组合结构桥梁，系杆承受拱的水平大桥设计荷载为城-A汽车荷载、2.4kN/m2人群121.849599主梁桥塔正对称竖弯耦合2.230279主梁正对称横弯推力为其主要特征，甚至可以做成无推力拱式组合荷载以及单轨重3520kN的轻轨荷载。桥梁

6、分上、下131.919013主梁正对称竖弯2.281473主梁反对称竖弯体系。从受力特性看，系杆拱桥是三种典型桥梁两层，上层桥面布置为6车道汽车和两侧人行道；模型B(f=1.074418,主梁反对称竖弯)(正视)142.123086主梁横弯2.462792主梁正对称竖弯（拱桥、梁桥和吊桥）的有机结合；对地基较强适下层桥面布置为双线轻轨。桥面构成为2-图8第5阶振型152.169903主梁反对称横弯2.841738主梁正对称竖弯应能力和较大跨越能力是系杆拱桥的两大显著特3×3.75m行车道+1.0m中央

7、分隔带+2-2×0.5m两侧3.2桥梁结构振型图4结论点；修建跨海、跨江的大跨度拱桥时，系杆拱桥在路缘带。桥面纵坡0.59%、横坡2%。设计行车速度限于篇幅，仅列出该桥的前5阶振型图（见图由以上模态分析结果表明：通航净空等方面具有优势。系杆拱桥分为柔性系杆分别为汽车60km/h和轻轨75km/h。活载通过正交异4～图8）。（1）对于所建立的模型，不考虑桩-土作用的刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱等三种性板连续钢桁梁桥面系结构传递到刚构和拱结构典型结构体系。上，该结构体系为国内首次采用，受力复杂。

8、各阶振型频率均比考虑桩-土作用时的相应振型频率因为系杆拱桥结构重心较高，地震反应也较明菜园坝大桥主桥效果图、实景图及立面布置示有所增加。可见，桩-土相互作用会使结构自由度增模型A(f=0.430323,主梁正对称横弯)(俯视)显，其动力特性备受关注，众多学者结合具体工意图分别如图1~图3所示。加，使得塔墩刚度减小，结构变柔，频率减小。（2）分别对比考虑桩-土作用与否的模型发程，对系杆拱桥的动力和抗震性能研究进行了研究现，基本振型出现差异，而到第2阶的振型