相比梁橋,對(duì)行車荷載下鋼管混凝土系桿拱橋振動(dòng)響應(yīng)研究較少,且已有研究多取跨中作為觀察點(diǎn)來(lái)評(píng)估橋梁的振動(dòng)效應(yīng)。為評(píng)估鋼管混凝土系桿拱橋的車致振動(dòng)特性,在有限元軟件ABAQUS?中建立了全橋有限元?jiǎng)恿Ψ治瞿Ｐ?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(dòng)車輛,獲得了不同橋跨位置處的動(dòng)撓度響應(yīng),并與現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)撓度實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(dòng)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(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行對(duì)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(dòng)安全工程提供參考。 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【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(shí)將端橫梁簡(jiǎn)化為箱形截面梁，將中橫梁簡(jiǎn)化為矩形截面梁;風(fēng)撐設(shè)計(jì)采用桁架結(jié)構(gòu)形式，建模時(shí)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(duì)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(dòng)支座。一般有限元?jiǎng)恿Ψ治鲇?jì)算時(shí)，設(shè)置最短波長(zhǎng)范圍內(nèi)6～8個(gè)單元方可滿足振動(dòng)模擬精度要求[22]。如圖8所示，分別采用52、20、68、128和64個(gè)梁?jiǎn)卧x散拱肋、風(fēng)撐、橫梁、吊桿及系梁，同時(shí)采用3 400個(gè)板單元離散橋面板，單元平均尺寸le=0.5 m。由橋梁振動(dòng)實(shí)測(cè)結(jié)果可知，三軸裝載車引起的最高振動(dòng)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(dòng)波長(zhǎng)λmin=Vs/f=240m，可知le<0.1λmin，故而上述單元?jiǎng)澐譂M足動(dòng)力計(jì)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)】：
期刊論文
[1]基于模型修正的實(shí)體車-橋耦合分析系統(tǒng)建立及驗(yàn)證[J]. 謝青,韓萬(wàn)水,劉修平,陳笑,劉煥舉.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]系桿拱橋短吊桿疲勞損傷評(píng)估[J]. 董向前,張峰,徐向鋒,劉佳琪.  公路. 2018(05)
[3]基于下承式鋼管混凝土系桿拱橋沖擊系數(shù)的分析[J]. 陳旭勇,湯杰,楊宏印,宋騰騰,易蓓.  武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[4]基于車橋耦合鋼管混凝土拱橋車輛的沖擊系數(shù)[J]. 陳水生,孫百傳.  南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2017(01)
[5]基于車橋耦合的鋼管混凝土拱橋車橋沖擊系數(shù)研究[J]. 韓艷,李浩,薛繁榮.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]基于車橋耦合振動(dòng)的鋼管混凝土系桿拱橋動(dòng)力響應(yīng)分析[J]. 張耀,孫增壽.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]基于車橋耦合振動(dòng)的大跨度斜拉橋沖擊系數(shù)研究[J]. 王貴春,陳衛(wèi)麗.  公路工程. 2015(06)
[8]高速公路大跨度連續(xù)梁橋車橋耦合動(dòng)力響應(yīng)與參數(shù)影響分析[J]. 安里鵬,李德建,胡立華,袁鵬.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]移動(dòng)車輛荷載作用下大跨徑連續(xù)梁橋動(dòng)力響應(yīng)研究[J]. 王宗林,高慶飛,KOH Chan Ghee,陳闖,郭斌強(qiáng).  橋梁建設(shè). 2015(02)
[10]上承式鋼管混凝土拱橋車橋耦合研究[J]. 袁文強(qiáng),蒲黔輝,李凱.  四川建筑科學(xué)研究. 2013(06)

博士論文
[1]公路大跨徑連續(xù)體系橋梁車橋耦合振動(dòng)研究[D]. 蔣培文.長(zhǎng)安大學(xué) 2012
[2]大跨中承式鋼管混凝土拱橋靜力及抗震性能[D]. 云迪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]大跨度鋼管混凝土系桿拱橋穩(wěn)定性能研究[D]. 李瀚.東南大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3300927