拉索损伤对矮塔斜拉桥自振特性影响

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1、第38卷，第5期公路工程Vo1．38，No．520l3年10月HighwayEngineeringOct．，2013拉索损伤对矮塔斜拉桥自振特性影响李振(湖南交通职业技术学院，湖南长沙410132)[摘要】通过对某公路矮塔斜拉桥进行有限元分析，得出该矮塔斜拉桥的自振特性。同时分析桥梁不同拉索损伤对桥梁自振特性的影响。得出一些有参考意义的结论，计算结果可以供同类型桥梁使用阶段的健康检测和维护提供参考。【关键词】矮塔斜拉桥；自振特性；拉索损伤[中图分类号】U441．3【文献标识码】A[文章编号】1674

2、—0610(2013)05—0274—04TheImpactofCableDamageontheVibrationCharacteristicsofExtradosedCable—stayedBridgeLIZhen(HunanCommunicationPolytechnic，Changsha，Hunan410132，China)[Abstract]Basedonfiniteelementanalysisofahighwayextradosedcable—stayedbridges，obtainth

3、evibrationcharacteristicsofthebridge．Meanwhile，analysistheimpactofcabledamageonthevibra-tioncharacteristics，thenconcludesomemeaningfulconclusions，theresultscanbeusedforhealthmoni—totingandmaintenancereferenceofthesametypeofbridge．[Keywords]extradosedca

4、ble—stayedbridge；vibrationcharacteristics；cabledamage32m，跨中部分为44m，边跨部分是28m，有索区长O引言度都是56m对称布置。采用结构简单的单柱式桥如今，桥梁结构的健康监测问题日益引起社会塔，塔高31m，塔柱采用矩形截面，取截面尺寸纵向的广泛关注。由于斜拉索自身的特点和外界环境因为3—5m，横向为3m。拉索从距塔顶180cm处开素的影响，很容易锈蚀而损坏，研究拉索损伤对斜拉始锚固，塔上间距为80cm，梁上间距为4m，共l5桥结构性能的影响显

5、得尤为重要。部分拉索刚度的对斜拉索。本桥采用变截面空心薄壁墩，墩顶平面变化必然会引起矮塔斜拉桥自振特性的变化，因此，尺寸，横桥向为l5．5m，纵桥向为7m。截面变化率可以根据矮塔斜拉桥自振特性的变化。对桥梁的健为80：l，纵桥向和横桥向壁厚均为80cm。斜拉索康状况进行诊断与评估。本文就某公路矮塔斜拉及预应力钢筋采用高强度低松弛l860级钢绞线。桥，应用有限元分析软件MidasCivil2010建立全桥借助有限元分析软件MidasCivil2010建立全空间有限元模型，探讨拉索损伤对桥梁自振特性的影

6、响。1工程概况本桥为四塔单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，总体跨度布置为(116+3×220+ll6)m，结构体系为塔墩梁固结体系。桥面较宽36m，主梁采用预应力混凝土的大悬臂单箱三室截面，跨中114m为等图1支座处截面图(单位：mm)截面段(见图1、图2)。无索区长度为塔跟部分为Figure1Thecross—sectionalviewatthesupport(unit：mm)[收稿日期】2013一O7—22【作者简介】李振(1983一)，男．湖南长沙人，工程硕j：，讲师，主要研究方向：桥梁与隧道结构

7、设计与施工、公路养护材料研究。第5期李振：拉索损伤对矮塔斜拉桥自振特性影响275在结构的动力分析中，其前几阶振型起控制作用，统计结构前十阶振型，见表1。由表1可知：桥梁前十阶振型均为横弯与竖弯，结构一阶振型为反对称竖弯，基频为0．229098Hz，属于柔性结构，应对其动力方面问题予以重视。此外，模型前十阶振型里没有扭转，表明图2跨中处截面图(单位：mm)矮塔斜拉桥的主梁具有较大抗扭刚度，当主梁承受Figure2Thecross·sectionalviewatthemiddleofthespan偏载作

8、用时，桥梁具有较好的抵抗扭转变形的能力。(unit：mm)表1桥梁前十阶自振模态桥三维有限元模型，塔、梁、基础用梁单元模拟，拉索TablelFormerten．ordervibrationmode8采用桁架单元模拟；其中梁单元共630个，桁架单元共120个。在有限元软件中，墩底处使用一般支撑模拟，墩顶与梁底处联接使用刚性联接模拟。全桥有限元模型如图3所示。图3全桥有限元模型3拉索损伤对桥梁自振特性影响Figure3Thebridgefiniteelementmodel