钢管混凝土拱桥刚度比对其自振特性的影响.pdf

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1、第11卷第3期V01．11No．3河北交通职业技术学院学报2014年9月JournalofHebeiJiaotongVocationalandTechnicalCoilSev．2O14文章编号：JL01—0235(2014)03—0055—03钢管混凝土拱桥刚度比对其自振特性的影响陈伟利(河北交通职业技术学院土木工程系石家庄050043)摘要针对莲沱大桥理论计算钢管混凝土部分的截面特性，使用大型有限元通用软件ANSYS按三种模式对其空间自振特性进行了计算，并与动载试验结果进行了比较，分析钢管混凝土拱桥竖、横向刚度比对空间自振特性的影响。关键词铜管混凝土拱桥刚度比自振特性中图分类号U446文献

2、标识码AInfluenceofSteelPipeConcreteArcBridgeStifnessRatioonItsSerf-vibrationPropertyChenWeili(DepartmentofCivilEngineering，HebeiJiaotongVocationalandTechnicalCollege，Shijiazhuang050091)Abstract：ConsideringsectionpropertiesofsteelpipeconcreteofLiantuolargebridge．spaceself_vibrationcharacteristicsoftheb

3、ridgeisanalyzedwithANSYSafiniteelementanalysissoftware)in3models，andcalculationresultsarecomparedwithdynamicloadingtestresults．Theinfluenceofverticalandtransversalstifnessofsteelpipeconcretearcbridgeonspaceself-vibrationcharacteristicsofthebridgeisanalyzed．Keywords：steelpipeconcretearcbridge；stiffn

4、essratio；self-vibrationproperty1工程介绍2桥梁构造莲沱特大桥是三峡大坝对外界交通专用公路上2．1拱肋结构的一座桥梁，位于湖北省宜昌境内，跨越西陵峡支拱肋采用竖置的哑铃型截面和圆端型截面形流一磨刀溪。莲沱特大桥采用预应力T型简支梁式，拱肋全高3．0m，宽1．2m。在中拱两侧拱脚和(30+20m)一三跨一联中承式钢管混凝土连续拱边拱拱脚部位以及两边拱端部的直线段部分采用圆(48．3+114+48．3m)一框架梁桥(4x16m)连接而成，端型截面形式，拱肋其余部分均采用哑铃型截面形全桥长340．7m。桥面总宽20m，按四车道布置。式。如图1。该桥主跨采用中承式钢管混

5、凝土悬链线无铰拱，净跨114m，净矢38m，矢跨比1／3，拱轴系数m=1．5，理论计算跨径为116．154m。计算矢高38．423m。由于桥上设有0．88％的纵坡，故中拱采用正拱斜梁方式布置。两侧边拱为上承式悬链线拱，拱轴镯l系数为1．4，宜昌侧边拱端部设10．303m直线段，三哑铃型截面圆端型截面横撑截面斜撑截面斗坪侧边拱端部设11．274m直线段。图1截面简图(单位：mm)收稿日期：2014—03—26作者简介：陈伟利，男，1980～，讲师。主要研究方向：桥梁工程。56河北交通职业技术学院学报2014年中拱两肋间设置两道钢筋混凝土刚性横梁，9宜行车方向一主道钢管混凝土横撑及14对钢管混凝

6、土斜撑。横撑采侧—二—二——雾市蕊耐iX用外径D=I．0in、壁厚10mm的钢管，斜撑采用外厂———————————径D=0．6m、壁厚10mm的钢管，内部泵送5O号微图2表1中各支座位置膨胀混凝土。整座大桥共划分单元1985个．节点1829个，2．2拱上结构见图3。这部分包括桥面板、横梁、立柱和吊杆。桥面板采用长5．6m的钢筋混凝土空心简支板梁，梁高0．35m，宽1．25In，横向布置14片梁。全部支承于横梁上。拱上立柱采用钢管混凝土结构，钢管外径D=0．8m，管壁厚10mm。预应力横梁梁端各设置两根吊杆，每根吊杆采用845高强钢丝束，吊杆上部在拱肋顶部用DM锚具锚固，下端穿过预应力横梁梁

7、端预留孔后，采用DM锚具锚固于梁端底面。图3莲沱特大桥ANSYS计算模型3计算模型4计算结果莲沱特大桥由主拱、桥面系、支座与桥墩基础选取以下三种模式对该桥进行了分析：①按原所组成，在自振频率计算中，采用大型有限元通用桥仿真建模，钢管混凝土部分用统一理论，钢筋混软件ANSYS进行。凝土部分用换算截面计算，桥梁宽度18．7m；②增大3．1主拱部分桥梁横向刚度，桥宽增加113"1，其余同模式①；③减拱肋：BEAM4