大跨曲线高墩连续刚构桥自振特性研究
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摘要
以栗子坪大桥为实例,研究大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的自振特性。应用Midas有限元软件分别建立直线桥、曲率半径分别为1 500 m、2 000 m和2 500 m的曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的有限元计算模型,计算得到该桥梁结构的自振频率和振型。分析计算结果可以得出结论:曲线桥与直线桥的振型特征大致一样,随着曲率半径的减小,桥梁前几阶振型中各个方向振型的耦合程度变大;大跨径曲线高墩预应力混凝土连续刚构桥的第1阶振型为桥墩纵向振动,桥墩纵向弯曲刚度更弱;桥梁第2阶振型为主梁横向弯曲振动,且前15阶振型中有6阶是主梁和桥墩的横向振动,主梁横向抗弯刚度相对于竖向刚度较小;随着曲率半径的减小,基频逐渐减小,曲率半径较大(如1 500 m以上)时,曲率半径的变化对大曲率半径连续刚构桥周期的影响较小。计算结果对认识大跨径曲线高墩连续刚构桥的振动特点有较大参考价值。
Taking Liziping grand bridge which is highway control engineering from Luoyang to Songxian for an actual example,free vibration characteristics of long-span curved rigid frame bridges with high piers are studied,using to numerical analytic method.Applying bridge software to build straight bridge and radius of curvature 1 500 m,2 000 m,2 500 m long-span curved rigid frame bridges finite element model,free vibration frequency,period and modal shape are obtained.Through analysis,some conclusion are obtained that the first modal shape is longitudinal vibration of piers and transverse vibration appears at the second modal shape.The main girder's vertical stiffness is the most relative big.Basic frequency reduces along with decrease of curvature radius.But curved bridge's modal shape is same as straight bridge's.As curvature radius is more big(greater than 1500m),the effect of curvature radius to free vibration is more less.
Taking Liziping grand bridge which is highway control engineering from Luoyang to Songxian for an actual example,free vibration characteristics of long-span curved rigid frame bridges with high piers are studied,using to numerical analytic method.Applying bridge software to build straight bridge and radius of curvature 1 500 m,2 000 m,2 500 m long-span curved rigid frame bridges finite element model,free vibration frequency,period and modal shape are obtained.Through analysis,some conclusion are obtained that the first modal shape is longitudinal vibration of piers and transverse vibration appears at the second modal shape.The main girder's vertical stiffness is the most relative big.Basic frequency reduces along with decrease of curvature radius.But curved bridge's modal shape is same as straight bridge's.As curvature radius is more big(greater than 1500m),the effect of curvature radius to free vibration is more less.
引文
1杨昀,周列茅,周勇军.弯桥与高墩.北京:人民交通出版社,2011
2吴六政.曲线梁桥设计中几个关键技术研究.成都:西南交通大学硕士学位论文,2004
3周永军.高墩大跨曲线连续刚构桥梁地震响应的设计参数研究.西安:长安大学博士学位论文,2006
4朱东生,刘世忠,虞庐松.曲线桥地震反应研究.中国公路学报,2002;(3):44—50
5刘学建.非规则高架桥抗震模型及参数影响研究.西安:西安建筑科技大学硕士学位论文,2007
6胡明刚.曲线梁桥的动力分析及抗震性能研究.成都:西南交通大学硕士学位论文,2010
7杨艳军.曲线连续刚构桥力学性能研究.西安:长安大学硕士学位论文,2010
8吴卫祥.预应力混凝土曲线梁桥的受力分析.长沙:湖南大学硕士学位论文,2005
9王磊.高墩大跨连续刚构直弯对比研究.北京:北京工业大学硕士学位论文,2004
10单德山,李乔.铁路曲线梁桥抗震设计分析.重庆交通学院学报,2005;24(1):1—4
11徐君兰,顾安邦.连续刚构桥主墩刚度和理性的探讨.公路交通科技,2005;22(2),59—62
12石雄伟,刘海鹏,周勇军.双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响.交通运输工程学报,2010;10(3):35—40
13何波,郭小川,朱宏平,等.大跨薄壁墩连续刚构桥动力特性研究.世界桥梁,2006;(4):40—43
14宗周红,赖苍林,林有勤,等.大跨度预应力混凝土连续刚构桥的动力特性分析研究.地震工程与工程振动,2004;(6):24(3):98—104
15黄克超.预应力混凝土连续刚构桥的动力分析.公路,2008;(10):31—37
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