曲率半径对曲线箱梁桥模态及振型方向因子的影响

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1、第40卷，第4期公路工程Vo1．40，No．420I5年8月HighwayEngineeringAug．，2015曲率半径对曲线箱梁桥模态及振型方向因子的影响宋国华，王东炜，刘小芳(1．郑州大学土木工程学院，河南郑州450001；2．河南省城乡建筑设计院有限公司，河南郑州450004)[摘要]按能量比重将曲线箱梁桥的振型分解为竖向弯曲、扭转、横向弯曲和纵向移动四个振型方向因子。以曲率半径为参数建立了4个两跨曲线箱梁桥模型，分析了其模态特性及各振型方向因子随曲率半径的变化规律。认为随着曲率半径的减小，曲线桥刚度的增加比质量的增加要慢，必须充分考虑竖向弯曲振型，扭转振型方向因子

2、随着曲率半径的减小逐渐减小，纵向移动振型方向因子高峰值出现在较高阶次的模态中，高阶模态对其抗震性能的影响非常重要，在抗震设计时必须充分考虑足够多的高阶模态的影响。[关键词]曲率半径；曲线箱梁桥；模态；振型方向因子[中图分类号]U448．42；U448．3[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2015)04—0006—04InfluencesofSpanRatioonModalsandModeDirectionFactorsofCurvedBox-girderBridgesSONGGuohua，WANGDongwei，LIUXiaofang(1．SchoolofCi

3、vilEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou，Henan450001，China；2．UrbanandUralConstructionandDesigningInstituteofHenanProvinceCo．Ltd，Zhengzhou，Henan450004，China)[Abstract]Thevibrationmodeofcurvedbox-girderbridgewasdecomposedinto4modedirectionfactorsbyenergyratios．4two-spancurvedbox—girderbr

4、idgemodelswerebuilttakingspanratioaspa—rameter．Themodalcharacteristicsandthemodedirectionfactorswereanalyzedalonewithspanratiovar·ying．Itisadvisedthattherigidityincreasesmoreslowlythanmassforcurvedbox—girderbridge，ve~icalbendingmodemustbetakenaccount，torsionalmodefactordecreaseswiththedecr

5、easingofspanratio，thesummitoflongitudinalmovementdirectionmodefactorappearsonhighermodalorders．highordermodalsmustbeconsideredwhendesigning．[Keywords]spanratio；curvedbox·girderbridges；modal；modedirectionfactor可相互转换，不同阶振型之间不发生能量传递。0引言振型通常可分为三大类：基本振型、耦合振型和局部我国是多地震国家之一，在防灾减灾研究中，道振型。基本振型包括平动振型

6、、弯曲振型、扭转振型路交通线上桥梁的抗震尤为重要。由于受到周围建和剪切振型；耦合振型为两种或两种以上基本振型筑物的限制或行车需要，为了提供顺畅的交通，在高的相互叠加；局部振型为结构中刚度较弱或连接较等级公路、城市立交桥、高架桥建设中，修建了许多弱构件产生的基本振型’。曲线箱梁桥。近年来，很多学者对影响其静、动力特若把曲线梁桥的振型按方向分解为竖向弯曲、性因素和地震反应的规律进行了大量的研究¨。纯扭转、横向弯曲和纵向移动4个子方向，振型振动考虑的影响因素主要集中在翘曲、畸变、剪力滞效以某个子方向为主，则把该子方向定义为曲线梁桥应、初曲率、支承形式、曲率半径、高跨比、跨径比、跨

7、该阶振型的主方向。研究发现，仅从形状或特征宽比等方面。矢量上很难判断曲线梁桥某阶振型的主方向。文献在系统的振动过程中，每阶振型的动能和势能[8]引人4个方向参数来分别表示各子方向能量所[收稿日期]2014—03—12[基金项目】国家自然科学基金资助项目(U1304515)[作者简介】宋国华(1973一)，女，河南滑县人，博士，副教授，主要从事曲线桥结构研究。第4期宋国华，等：曲率半径对曲线箱梁桥模态及振型方向因子的影响7占各阶振型能量的比值。根据方向参数值的大小判定曲线梁桥各阶振型以哪个子方向为主。∑=l(Jx。o