厦门烧汤溪大桥自振特性及考虑列车作用的稳定性分析.pdf

铁 道 建 筑 2010年第7期 RailwayEngineering 27 文章编号 ：1003—1995(2010)07-0027~3 厦门烧汤溪大桥 自振特性 及考虑列车作用的稳定性分析 曹 磊 ，王海 良 (天津城市建设学院土木工程系，天津 300384) 摘要：以跨度为96in的厦门烧汤溪大桥为例，采用大型有限元软件MIDAS／Civil建立下承式钢管混凝土拱 桥的空间计算模型，分析 了桥梁的 自振特性，在此基础上对有列车活载参与作用下的桥梁稳定性做 了初步 探讨，得出列车活载对桥梁稳定性的影响范围，结果可为同类拱桥的设计及动力特性分析提供参考。 关键词：下承式钢管混凝土拱桥 自振特性 稳定性 中图分类号 ：U441 ．3 文献标识码 ：A 钢管组成的一道 “米 ”字形横撑和 四道 “K”形横撑实 1 工程概述 现横 向连接。每道拱肋下设 l3组平行钢丝吊杆 ，全桥 厦门烧汤溪下承式钢管混凝土系杆拱孔跨布置为 共26组 ；每组吊杆 的纵 向间距为 6in，端吊杆到支撑 1孑L96m。系梁按整体箱梁布置 ，采用单箱双室预应 线距离为 12m。桥上线路为单线 ，线路平面为直线 ； 力混凝土箱型截面。系梁沿纵 向等宽、等高度 ，在 96 设计行车速度为 160km／h；设计活载为中一活载。系 in主跨上方采用等高度哑铃型截面钢管混凝土拱肋加 杆拱构造如图 1。 劲 ，系梁上方平行设两道拱肋 。两道拱肋 间采用空心 (a)立面图 (b)平面图 (c)断面图 图 1 全桥示意 哑铃型钢管混凝土截面采用程序 自带的施工阶段联合 2 计算模型 截面进行模拟 ，该方法在结构分析 中把不 同时间不同 根据本桥 的特点 ，采用有 限元软件 MIDAS／Civil 材料形成 的构件截面各部分描述成不 同的层 ，构件的 建立全桥的三维有 限元计算模 型，拱肋 、横撑、桥面系 截面几何特性根据实际情况处理 ，计算时程序 自动将 均采用三维梁单元模拟 ，吊杆采用桁架单元模拟 ；全桥 混凝土材料换算成钢材。系杆的张拉力采用初拉力荷 划分为 52个桁架单元 、274个梁单元 ，共 343个节点。 载实现。全桥有限元模型见图2。 3 动力特性分析 收稿 日期 ：2010-03-24；修回 日期 ：2OLO-O5-10 3．1 动力分析基本理论 基金项 目：天津市 自然科学基金 (O8JczDJcl8300)。 作者简介 ：曹磊(1984一 )，男 ，江苏淮安人 ，硕士研究生。 桥梁结构 的动力特性是进行桥梁抗震设计 的基 铁 道 建 筑 图2 烧汤溪大桥有限元模型 础 ，对桥梁结构的健康检测和维护亦具有十分重要的 令式(3)中系数J【K]一∞ 【M]j=0，可得结构的固有 意义。桥梁结构的动力特性包括桥梁 的自振频率与主 频率及对应 的阵型向量。 振型等 ，它们是进行结构动力分析和抗震设计 的重要 3．2