PDF《钢管混凝土拱桥动力特性分析》

三阶扭 转自振频率为 0.

717 H z. 文惠桥为

3 跨108 m 的钢管混凝土中承式拱 桥[3 ] , 动载测试试验结果, 该桥的自振频率在11062

5 ~

11937 5 H z 之间. 瓷都大桥为主跨150 m 的中承式 钢管混凝土拱, 其竖向、 横向自振频率的实测值分别为 1.

27 H z、 0.

98 H z [4 ] .九畹溪大桥为主跨

76 m 的钢管 混凝土上承式拱, 实测的竖向

一、

二、 三阶自振频率分 别为

01637 H z、 0.

765 H z、 1.

130 H z [5 ] . 除上述实测外, 一些钢管混凝土拱桥通过计算 机程序求解其动力特性. 表1列出收集到的

12 座钢 管混凝土拱桥的结构型式和横向、 竖向一阶计算频 率结果[4 ~

14 ] . 三山西大桥、 瓷都大桥、 文惠桥等桥的计算结果 和实测值比较相近, 说明采用有限元计算结构的动 力特性, 能够基本反映结构的实际状况. 表1中数据表明, 钢管混凝土拱桥的横向及竖 向基频, 与桥梁跨径、 结构型式及拱圈截面的几何性 质有关.它受跨径的影响最大, 跨径越大基频越低;

其次是结构型式, 下承式刚架系杆拱的基频最低, 中 承式次之, 上承式最大.表1中, 面外(横向) 的基频 为0.

17 ~ 2.

72 H z, 面内基频为 0.

35 ~ 1.

49 H z. 表1钢管混凝土拱桥横向和竖向一阶计算频率 序号桥名跨度m结构型式拱肋截面基频Hz 形式高度 m 横向竖向1庙沟大桥

76 上承式 四肢桁式变高度 1.

4 (1. 8) 2.

72 1.

25 2 福州解放大桥

80 中承式 哑铃形 1.

8 0.

74 1.

49 3 莲沱河特大桥

114 中承式刚架系杆拱 哑铃形 3.

0 0.

59 1.

04 4 石潭溪大桥

136 中承式 四肢桁式 3.

0 1.

24 1.

25 5 瓷都大桥

150 中承式 哑铃形 2.

5 1.

04 1.

32 6 深圳北站大桥

150 下承式刚架系杆拱 四肢桁式 3.

0 0.

33 0.

55 7 黄柏河大桥

160 上承式 哑铃形变高度 2.

5 (2. 9) 1.

02 1.

22 8 天津彩虹桥

160 下承式系杆拱 哑铃形 3.

75 0.

40 1.

07 9 九畹溪大桥

160 上承式 哑铃形 2.

4 ― 0.

60 10 梅溪河大桥

288 上承式桁架拱 四肢桁式变高度 5.

0 (8. 0) 0.

20 0.

45 11 丫髻沙大桥

360 中承式刚架系杆拱 六枝桁式变高度 4.

0 (8. 04) 0.

33 0.

44 12 巫峡长江大桥

400 上承式桁架拱 四肢桁式变高度 7.

0 (12. 0) 0.

17 0.

35 注: 1. 福建福州解放大桥为连续钢管混凝土拱桥, 在计算动力特性时, 只考虑空间模式时主拱的自振频率;

2. 九畹溪大桥未进行横向一阶频率 计算;

3. 庙沟大桥、 巫峡长江大桥为方案设计计算结果. 除非跨径特别大 (如梅溪河大桥、 巫峡长江大 桥) , 其面内、 面外基频均大于结构较柔的斜拉桥或 悬索桥的基频 (通常小于 0.

2 H z, 如南浦大桥为 0.

148 6 H z, 杨浦大桥为0.

078 H z, 江阴长江大桥为 0.

051 H z, 虎门大桥为 0.

091 H z) , 但又小于一般刚 性拱桥的基频(2.

5 ~ 3.

3 H z).因此, 钢管混凝土拱 桥的动力特性与动力性能有其自身的特点.

2 基频分析 2.

1 横向基频与横撑 从表

1 可见, 钢管混凝土拱桥的面外基频较面 内基频略低.如丫髻沙大桥和巫峡长江大桥[14 ] 的面 内、 面外基频之比分别为 0.

44 0.

33 和0.

350 0. 167, 反映出钢管混凝土拱桥横向稳定问题较为突出, 尤 其是长大跨度时.在设计时, 可通过优化横撑布置、 增加横撑数量........