断面类型对斜拉桥动力特性的影响.pdf

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1、BRJDGEANDTUNNELCoNSTRUCTIoNANDMACHINERY文章编号：1000—033X(2015)07—0073—04断面类型对斜拉桥动力特性的影响王卫，刘旭(西安公路交大建设监理公司，陕西西安710064)摘要：为了研究不同主梁断面形式对斜拉桥动力特性的影响程度，通过建立有限元模型对基频进行计算，对比了不同断面类型在风荷载作用下的结构动力特性。结果表明：不同的主梁断面类型主要影响主梁振型的出现次序及频率大小，而在相同截面尺寸下，闭口断面类型的桥梁在竖弯、侧弯、扭转等方面的频率比开口断面均有很大提升。关键词：断面类型；斜拉桥；频率；风荷载中图分类号：U448

2、．27文献标志码：BImpactofSectionTypeonDynamicCharacteristicsofCable—stayedBridgeWANGWei。LIUXu(ConstructionSupervisionCompanyofXi’anHighwayUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China)Abstract：Inordertostudytheimpactofdifferentsectiontypesofgirdersonthedynamiccharacteristicsofcable-stayedbridge，thefundament

3、alfrequencywascalculatedincombinationwithafiniteelementmodel。andthecomparisonondynamiccharacteristicsunderdifferentwindloadswasconducted．Theresultsshowthatthesectiontypesofgirdersmainlyaffecttheemergenceorderandfrequencyofgirdervibration．Withthesamesizeofsection，bridgewithclosesectionshowsim

4、provedfrequencyofverticalbending，lateralbendingandreversing．Keywords：sectiontype；cable—stayedbridge；frequency；windload主梁。但是，开口断面或分离边箱半开口断面斜拉0引言桥主梁的自由扭转刚度较小4]，因此在恶劣天气下主梁断面类型对斜拉桥结构的受力至关重要。更容易引起桥梁结构风致振动。本文以青海某黄河特大桥为工程背景，采用Ansys1．2闭口断面建立空间动力计算模型，分别计算了三种断面类型闭合箱梁多采用正交异性桥面板，由于横梁、纵下桥梁的动力特性，可为同类工程提供借

5、鉴。该桥肋以及加劲梁的相互作用，使其具有优越的性能，如为双塔双索面斜拉桥，主跨长560m，桥跨布置为主梁自重较轻、梁高较矮、承载能力大、施工周期短、(104+116+560+116+104)m，大桥地处典型的西制作加工方便等。但缺点也是显而易见的，如体积部高寒山区，灾害性气候频发，桥梁抗风受力复杂。较大，施工时需要专门的大型起吊设备，对施工环境要求高；同时，在活载作用下，梁内易出现反复的应1不同断面类型特点力循环，加之施工时焊缝处常出现应力集中等缺陷，1．1开口断面很容易引起梁体疲劳断裂。开口断面主梁通过“化整为零、集零为整”的方2空间有限元模型的建立法，在制作安装过程中避免了

6、使用大型起吊及运输设备，使在复杂环境下修建大跨度桥梁成为可主梁、索塔及辅助墩等采用Beam4单元来模拟；能[1。]。中国西南地区的桥梁设计多选用开口断面防撞护栏、桥面铺装、路灯等二期恒载采用MASS21收稿日期：2014一l1—1373B砌DGEANDTUNNELCoNSTRUCTIONANDMACHINERY单元来模拟；斜拉索采用LinklO单元来模拟。构件的主要参数见表1，有限元模型如图1所示。表1计算模型主要构件截面特性编号弹性模量／Pa密度／(kg·m)泊松比面积／m惯性矩／m惯性矩／m扭转惯矩／mAB主梁2．06×101178500．3O0．3190．4818390．

7、02680830．000367CDHJ主梁2．06×101178500．300．2930．4818390．02630830．000367EFGKLMN主梁2．06×1011785O0．300．2850．4348990．02258530．000238混凝土桥面板28cm2．10×101126510．308．17520．189964,537．3970．413647混凝土桥面板80cm2．10×101126510．302O．76771．224241166．295．12189横梁HL12．10×10