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《地道桥动力特性分析的等效梁法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2000年3月长沙铁道学院学报No1第18卷第1期JOURNALOFCHANGSHARAILWAYUNIVERSITYMar.2000文章编号:100022499(2000)01200092063地道桥动力特性分析的等效梁法X周智辉,文雨松(长沙铁道学院土木建筑学院,湖南长沙 410075)摘 要:根据地道桥的结构特点,提出计算地道桥基频的等效梁法L为验证等效梁法的可靠性,运用有限元法对框架式地道桥的动力特性进行了分析L计算结果表明等效梁法是可行的,简便的L关键词:地道桥;基频;等效梁;有限元法中图分类号:TU375 文献标识码:AMethodofE
2、quivalentBeamForAnalysingtheDynamicsCharacteristicofSubwayBridgeZHOUZhi2hui,WENYu2song(CivilArchitecturalEngineeringCollege,ChangshaRailwayUniversity,Changsha410075,China)Abstract:Accordingtothestructurecharacteristicofsubwaybridge,themethodofequivalentbeamisputforwardtocalculate
3、thebasicfrequencyofsubwaybridgeinthispaper.Totestandverifythereliabilityofequivalentbeammethod,finiteelementmethodisappliedtotheanalysisondynamiccharacteristicofframe2stylesubwaybridge.Thecalculationresultshowsthatthemethodofequivalentbeamisfeasible,simpleandconvenient.Keywords:s
4、ubwaybridge;basicfrequency;equivalentbeam;finiteelementmethod前 言框架式地道桥是一种公路下穿式的铁路与公路立交桥,其主体结构为箱形框架,这种结构的主要优点是结构整体性好,刚度大,顶底板厚度可以做得比较薄,建筑高度小,基底应力小,适用于地基比较差的地方,且能较好地防止地面及地下水的渗入L因此,常用于城市道路或公路与铁路的立交L对于地道桥这种铁路上比较普遍的桥梁型式,1978年铁道部颁布的“铁路桥梁检定规范”X收稿日期:1999—09—04 基金项目:铁道部科技开发项目(98G39-10)作者简介
5、:周智辉(1976-),男,博士生 长沙铁道学院学报 101999年没有对这种桥型的刚度检定标准作出规定L随着列车轴重加大,车速提高,列车过桥时引起桥梁的横向和竖向振动以及其他一些动力响应问题日渐突出L如何建立新的运营状况下桥梁检测标准合理值是一个急待解决的问题L在桥梁刚度检测中,桥梁的基频是反映结构刚度的重要指标L以往计算框架式地道桥的基频只能采用有限元方法L对于桥梁检测部门来说,这种方法应用起来比较复杂,不利于推广L本文根据地道桥的结构特点,提出等效梁法计算地道桥的基频L通过比较等效梁法和有限元法的计算结
6、果,可以看出本文为计算地道桥的基频探讨了一种简便、明了的方法L1 地道桥结构的计算模型框架式地道桥可以看作为支承在弹性地基上,侧墙受侧土弹性支承的空间结构L本文讨论的地道桥的基频对应于竖直平面内的弯曲振型,同时桥梁的动力特性测试中测得的第一阶振型也是竖直平面内的弯曲振型L因此,本文截取单位长度平面变形结构(见图1),计算地道桥的基频能够满足研究的要求L结合地道桥地基土的特点,本文采取工程上广泛应用的文克尔地基模型L文克尔假定认为,基础底面任一点所受的压力与地基在该点的沉降量成正比,即:P=KS(1)式中:P——基底压力;S——沉降量;K——基床系数L本文
7、基床系数的选取参考文献[1]所提供的交通部第三航务工程局资料汇编的基床系数表L地基特性一般是从中实土到极密实土之间变化,因此,基床系数K一般取值为40～200Nö3cmL同时,地道桥侧墙也受到侧向土的约束作用,本文视侧向土为类似弹性地基土的弹性土体,弹性系数同文克尔假定的基床系数L图1 地道桥平面模型 图2 等效梁模型2 等效梁模型及其基频的计算框架式地道桥底板与侧墙均受到地基土的弹性约束L这些约束通过侧墙间接地约束顶板位移L本文将地道桥结构等效为在两端受到竖向平动和转动两个方向弹性约束的等效梁结构(见图2)L因地道桥顶板水
8、平平动约束很强,在等效梁中,视水平约束为无穷大,即水平方向固定L土的弹性约束、侧
