相比梁橋,對行車荷載下鋼管混凝土系桿拱橋振動響應(yīng)研究較少,且已有研究多取跨中作為觀察點(diǎn)來評估橋梁的振動效應(yīng)。為評估鋼管混凝土系桿拱橋的車致振動特性,在有限元軟件ABAQUS?中建立了全橋有限元動力分析模型,采用板單元模擬橋面板,梁桿單元模擬系梁、橫梁、拱肋、風(fēng)撐和吊桿,并模擬施加移動車輛,獲得了不同橋跨位置處的動撓度響應(yīng),并與現(xiàn)場動撓度實測結(jié)果進(jìn)行對比,表明了分析模型的正確性。繼而,研究了不同車速、軸重及行進(jìn)路線工況下1/4、1/2和3/4橋跨位置處的動撓度響應(yīng),獲得了不同橋跨位置的沖擊系數(shù)。結(jié)果表明,系桿拱橋沖擊系數(shù)隨車輛軸重增加而減小,隨車速增加先增大后減小,且車輛行進(jìn)路線距橋面中線越遠(yuǎn)則沖擊系數(shù)越小。將上述不同荷載工況的沖擊系數(shù)與規(guī)范和已有經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)系桿拱橋最不利沖擊位置并不位于橋梁跨中位置。研究結(jié)果可為類似系桿拱橋沖擊振動安全工程提供參考。 

【文章來源】：安全與環(huán)境學(xué)報. 2020,20(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

某系桿拱橋1/2立面示意圖(單位:cm)

圖1 某系桿拱橋1/2立面示意圖(單位:cm)如圖3所示，拱肋為啞鈴形界面，在有限元建模中按照抗彎剛度及面積將其設(shè)置為廣義截面;橫梁為不規(guī)則截面構(gòu)件，建模時將端橫梁簡化為箱形截面梁，將中橫梁簡化為矩形截面梁;風(fēng)撐設(shè)計采用桁架結(jié)構(gòu)形式，建模時按照抗拉模量將其等效為圓截面梁。橋梁各構(gòu)件在有限元模型中的截面尺寸及材料參數(shù)詳見表1，混凝土及鋼材材料參數(shù)按照規(guī)范[20-21]取值。

該橋橋面系與橋墩之間采用盆式橡膠支座連接，支座平面布置圖見圖7，對應(yīng)在有限元模擬中，約束橋面板單側(cè)縱向位移，另一側(cè)為活動支座。一般有限元動力分析計算時，設(shè)置最短波長范圍內(nèi)6～8個單元方可滿足振動模擬精度要求[22]。如圖8所示，分別采用52、20、68、128和64個梁單元離散拱肋、風(fēng)撐、橫梁、吊桿及系梁，同時采用3 400個板單元離散橋面板，單元平均尺寸le=0.5 m。由橋梁振動實測結(jié)果可知，三軸裝載車引起的最高振動主頻f=10 Hz，考慮到橋面板C50混凝土剪切波速Vs=2.4 km/s，橋面板最短振動波長λmin=Vs/f=240m，可知le<0.1λmin，故而上述單元劃分滿足動力計算精度要求。圖3 某系桿拱橋及拱肋、系梁、橫梁的截面構(gòu)造示意圖(單位:cm)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3300927