多孔钢波纹板拱桥结构的稳定性及动力响应分析.docx

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多孔钢波纹板拱桥结构的稳定性及动力响应分析

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胡滨+梁养辉+李祝龙+方诗圣+郭力源

摘要：对自主设计的三孔钢波纹板拱桥结构进行野外车辆荷载试验，得出了不同车速、不同车道下三孔钢波纹板拱桥动态挠度及冲击系数的变化规律；通过对有限元计算数据与实测数据的对比，验证了建立的模型及边界条件计算结果与工程实际互相吻合。基于该模型，对不同车速下三孔钢波纹板拱桥动力响应进行计算分析，结果表明：当车辆以一定的速度过桥时动力效应比较明显，且速度越快动力效应越大；拱桥的应力幅值并不是随着车速的增加而增大，临界速度为40km·h-1。

关键词：多孔钢波纹板拱桥；结构稳定性；冲击系数；动力响应

：U441.5文献标志碼：B

：1000-033X（2017）03-0112-06

Abstract：Thevariationlawofdynamicdeflectionandimpactcoefficientofdifferentlanesofthethree-holecorrugatedsteelarchbridgeunderdifferentvehiclespeedswereobtainedbyconductingtheloadingtestonaindependentlydesignedthree-holecorrugatedsteelarchbridge.Thecomparisonbetweenthefiniteelementcalculationdataandthemeasureddatashowsthattheestablishedmodelandtheboundaryconditionsareingoodagreementwithpracticalengineeringconditions.Basedonthemodel，thedynamicresponseofthree-holecorrugatedsteelarchbridgeunderdifferentvehiclespeedswascalculatedandanalyzed.Theresultsshowthatthedynamiceffectismoreobviouswhenthevehiclecrossesthebridgeatacertainspeed，andthedynamiceffectisgreaterasthespeedbecomeslarger；whenthevehiclespeedexceedsthecriticalvalueof40km·h-1，thestressamplitudeofarchbridgedoesnotincreasewiththeincreaseofvehiclespeed.

Keywords：archbridgewithporouscorrugatedsteelplate；structuralstability；impactcoefficient；dynamicresponse

0引言

钢波纹板桥涵是采用波纹状管或由波纹状弧形板通过连接、拼装形成的一种桥涵形式[1-4]。采用钢波纹板桥涵，不仅可以解决多雨等气候环境影响工程质量和施工进度的技术难题，而且可以适应地基变形，减少不均匀沉降，缓冲地震带来的破坏[5-6]。

目前中国已经在单孔钢波纹板公路涵洞方面进行了相关的技术研究[7-10]，随着钢波纹板结构在公路领域的广泛应用，多孔钢波纹板公路桥涵在公路工程中的应用逐渐增多，而关于多孔钢波纹板公路桥涵方面的研究尚未展开。为拓展该项目研究及应用的高度和广度，提升钢波纹板公路桥涵在设计领域的地位，很有必要开展多孔钢波纹板公路桥涵结构应用技术研究。

本文从野外现场测试和室内有限元数值计算两方面，对动态荷载作用下多孔钢波纹板桥涵结构的整体稳定性及动力响应方面进行重点研究。

1测试方法

1.1试验涵洞概况

泗许（泗洪至许昌）高速公路为国家重点建设项目，全长204.5km，是贯通豫鲁苏皖的经济大动脉。试验涵洞为泗洪至许昌高速公路淮北段FK0+517钢波纹板拱桥，位于泗许高速公路淮北段的百善互通连接线上，结构形式为3孔，跨径为4m，采用半径为2.1648m、中心角为135°的圆弧拱。下部墩台均采用现浇钢筋混凝土或者混凝土结构。墩、台帽为C30钢筋混凝土，墩身、台身、侧墙为C25混凝土，基础为C25钢筋混凝土，帽石