大跨刚构-斜拉组合桥抗风稳定分析
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公 式 如下 ：
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，
（） ２
式中 ： 为全桥宽 ； 为基本扭转频率 ， 中 其 ＝． ２ ５ 称为西欧多森数 的倒 数 ； 为单位 长度 桥梁 与空气密度 比； ｂ为惯性半径 比。 ｒ ／ 当桥梁发生弯扭耦合颤振 时 ，其 临界 风速常 用 克 罗伯 公 式 计 算 ：
摘 要： 刚构 一 拉组合 桥是 一种新 型组 合桥 梁 结构 ， 算 、 斜 计 分析 参考 资料 较 少 ， 文以某 大跨 刚 构 一斜拉 组合 桥为 例 ， 该 进 行 了该 桥 的动力特 性 、 风稳 定分 析， 析结 果表 明 ， 大悬 臂 施工 状态 和成 桥状 态 结构 均满 足抗 风稳 定要 求 ， 明该结 构 抗 分 最 说
简 支 箱 形 梁 结构 形 式 ，且 以挂 梁 形 式 对 主 桥 右 边 跨 进 行 压 重 ， 梁 全 长 ５４４ 斜拉 部 分 主 梁 断 桥 ０ ．０ｍ。 面为 鱼 腹式 或斜 腹板 的倒 梯 形 ，采 用 单 箱 三 室 变 高 度 箱 形 截 面 ， 用 三 向预 应 力 混凝 土设 计 。 拉 采 斜 索 采 用 Ｏ Ｍ一 １和 Ｏ Ｍ一 ７两 种 规 格 ，全 桥 共 有 Ｖ ３ Ｖ ３ ２ ２对斜 拉 索 。桥 塔 总 高 度 为 ３ 主 桥 刚构 采 用 ８ｍ， 双 肢 薄 壁柔 性 墩 ，斜 拉 部 分 采 用 空 心 墩 ，墩 高为 ３ 基 础 采 用 钻 孔 灌 注 群 桩 基 础 ， 柱 桩 设 计 ， １ｍ， 按 要 求 嵌 岩深 度 不 小 于 ３ｍ。
维普资讯
２０ 年 ７ ０７ 月第 ７ 期
城 市道桥 与 防 洪
桥梁结构
４ １
大跨 刚构 一斜拉 组合桥 抗 风稳 定分析
邢 庆儒 ， 春 生 ， 世 秋 舒 董
（ 肃省交 通规 划勘 察设计 院 有限 责任公 司 ， 甘 甘肃 兰州 ７ ０ ３ ） ３０ ０
对称 悬 臂 施 工 方 法 ，因此 分 别 按 成 桥 状 态 和最 大 双伸 臂 施 工 状 态 计 算 结 构 的 动 力 特 性 ，其 计 算 图
式 分 别 见 图 ２ 图 ３ 、 。
图 １ 主桥 部分 总布置 图（ 单位 ：Ｂ） Ｃ
２ 风 速计 算
２ １ 颤振 检 验 风 速 ．
１ 工 程 背 景
某 刚构一斜拉组合梁桥属独塔非对称单索 面 Ｐ Ｃ斜拉桥与变截 面大跨 刚构组合结构 ， 主桥采用 ５ １０ｍ ５ 预 应 力 混 凝 土 刚 构 一斜 拉 组 合 ０ｍ＋ ２ ＋ ０ｍ 体 系 ，桥 宽 ２ ．１ｍ，斜 拉 部 分 采 用 塔 梁 固结 ， ６３ 梁 墩 分 离 的结 构 体 系 ， 图 １所 示 ， 桥 采 用 ３ 如 引 ０ｍ
３ 结构 动力 特性计 算
斜拉桥动力特性分析 的图式 ，传统上采用单 梁鱼骨式模型 ，这种模型不能考虑主梁约束扭转 刚 度 对 结 构 动 力 特 性 的影 响 ， 文 采 用 Ａ Ｓ Ｓ大 本 ＮＹ 型 结构 有 限元 分 析程 序 建 立 模 型 ，主墩 和塔 采 用 Ｓ ＬＤ ５单 元 ， 采 用 Ｓ Ｅ Ｌ ３单 元 ， 拉 索 模 Ｏ Ｉ６ 梁 Ｈ Ｌ６ 斜 拟为 ｌｋ ｉ ８单 元 ， 限元 计 算 中索 与 梁 、 的 连 接 ｎ 有 塔 模 拟为 刚臂单元 。预应力筋 的有效预加力 作体力 荷 载施 加 ， 算 中考 虑 预 应 力 损 失 。 计 由于本 桥 采用
１０ ｑ ０ ５ ０ ０ ０ ０ １１ ０
— — — — — — 一
Ｖ＝ ６１ ｄ ， ｏ３ ．８ｒｓ 颤振 检验 风 速 为 ： ｒ
［ ＝ 。 Ｄ ＶＪ Ｋ‘ Ｖ （） １
式 中： Ｋ为综 合安全系数 ， １ ； 为考虑 风速脉 取 ． ２ 动 影 响 和水 平 相关 特 性 的 系数 。 据 计 算 结 果 ， 根 主 梁 成 桥 状 态 颤 振 检 验 风速 『 ＝ ４６ｍ／， 梁 施 工 Ｉ ５ ． ｓ主 ， 状 态 颤振 检 验 风 速 ［ ＝ ． ［ ＝ ５８ｍ／。 Ｉ ０８ Ｉ１ ４ ． ｓ ， ４／ ２２ 颤 振 临 界 风 速 ． Ｈ￣ｇ ｅ ｏ 所建议 的桥跨结构 颤振临界风速 实用
收稿 日期 ：０ ７ ０ — ２０—４ ０ ４
作者简介 ： 庆儒 （ ９ ３ ） 男 ， 肃 兰州人 ， 邢 １７一 ， 甘 高级 工程 师 ， 从 事特殊结 构及 大跨 桥梁 结构 分析 、 设计 工作 。
结 构 的有 限元 自由振 动 方 程 为
桥址位于甘肃与 四川交界处 ， 线路斜跨 白龙江 ， 为“” ｕ 型河 谷 ， 势相 对开 阔 ， 地 根据文献 ［］桥址 处频 １， 率为 １ ０ ／ ０的 １ ｉ年平均最大风速 Ｖ ＝ ７ ／ １ ０ ｎ ｍ ２ ．ｍｓ ０ ０ ， 考虑 地形 地理 修正 系数 ，则 主梁 设计 基 准 风速
体 系抗 风性 能 良好 ， 分析成 果为 同类大 桥设计 提供 理 论参考 。 其
关键 词 ： 刚构 一斜拉 组合桥 ； 动力 特性 分析 ； 风稳定 分析 抗 中 图分类 号 ： ４ １ 文献标识 码 ： 文 章编 号 ：０ ９ ７ １ （０ ７ ０ — ０ １ ０ Ｕ４ Ａ １０ — ７ ６ ２ ０ ）７ ０４ — ３
Ｖｒ ７ １ （ ６０ ５ Ｘ Ｏ７１ ／ ６ ＝ １＋ Ｗ／ — ． ） ／ ．２ｔ ｂ Ｗｂ ２ ｗ ． ｒ （） ３
式 中 ： 为截 面 形状 系数 ； 为 扭转 基 频 ； 为 竖 向
弯 曲基频 ； ｂ为桥 宽 的一 半 ；＝／ ｒ 、 ；＝ ．ｐ ＝ ｍ ￣ ｂ； ／ ｍ、 分别 为 单 位 长度 梁 的质 量 与惯 性 矩 。 ，
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式中 ： 为全桥宽 ； 为基本扭转频率 ， 中 其 ＝． ２ ５ 称为西欧多森数 的倒 数 ； 为单位 长度 桥梁 与空气密度 比； ｂ为惯性半径 比。 ｒ ／ 当桥梁发生弯扭耦合颤振 时 ，其 临界 风速常 用 克 罗伯 公 式 计 算 ：
摘 要： 刚构 一 拉组合 桥是 一种新 型组 合桥 梁 结构 ， 算 、 斜 计 分析 参考 资料 较 少 ， 文以某 大跨 刚 构 一斜拉 组合 桥为 例 ， 该 进 行 了该 桥 的动力特 性 、 风稳 定分 析， 析结 果表 明 ， 大悬 臂 施工 状态 和成 桥状 态 结构 均满 足抗 风稳 定要 求 ， 明该结 构 抗 分 最 说
简 支 箱 形 梁 结构 形 式 ，且 以挂 梁 形 式 对 主 桥 右 边 跨 进 行 压 重 ， 梁 全 长 ５４４ 斜拉 部 分 主 梁 断 桥 ０ ．０ｍ。 面为 鱼 腹式 或斜 腹板 的倒 梯 形 ，采 用 单 箱 三 室 变 高 度 箱 形 截 面 ， 用 三 向预 应 力 混凝 土设 计 。 拉 采 斜 索 采 用 Ｏ Ｍ一 １和 Ｏ Ｍ一 ７两 种 规 格 ，全 桥 共 有 Ｖ ３ Ｖ ３ ２ ２对斜 拉 索 。桥 塔 总 高 度 为 ３ 主 桥 刚构 采 用 ８ｍ， 双 肢 薄 壁柔 性 墩 ，斜 拉 部 分 采 用 空 心 墩 ，墩 高为 ３ 基 础 采 用 钻 孔 灌 注 群 桩 基 础 ， 柱 桩 设 计 ， １ｍ， 按 要 求 嵌 岩深 度 不 小 于 ３ｍ。
维普资讯
２０ 年 ７ ０７ 月第 ７ 期
城 市道桥 与 防 洪
桥梁结构
４ １
大跨 刚构 一斜拉 组合桥 抗 风稳 定分析
邢 庆儒 ， 春 生 ， 世 秋 舒 董
（ 肃省交 通规 划勘 察设计 院 有限 责任公 司 ， 甘 甘肃 兰州 ７ ０ ３ ） ３０ ０
对称 悬 臂 施 工 方 法 ，因此 分 别 按 成 桥 状 态 和最 大 双伸 臂 施 工 状 态 计 算 结 构 的 动 力 特 性 ，其 计 算 图
式 分 别 见 图 ２ 图 ３ 、 。
图 １ 主桥 部分 总布置 图（ 单位 ：Ｂ） Ｃ
２ 风 速计 算
２ １ 颤振 检 验 风 速 ．
１ 工 程 背 景
某 刚构一斜拉组合梁桥属独塔非对称单索 面 Ｐ Ｃ斜拉桥与变截 面大跨 刚构组合结构 ， 主桥采用 ５ １０ｍ ５ 预 应 力 混 凝 土 刚 构 一斜 拉 组 合 ０ｍ＋ ２ ＋ ０ｍ 体 系 ，桥 宽 ２ ．１ｍ，斜 拉 部 分 采 用 塔 梁 固结 ， ６３ 梁 墩 分 离 的结 构 体 系 ， 图 １所 示 ， 桥 采 用 ３ 如 引 ０ｍ
３ 结构 动力 特性计 算
斜拉桥动力特性分析 的图式 ，传统上采用单 梁鱼骨式模型 ，这种模型不能考虑主梁约束扭转 刚 度 对 结 构 动 力 特 性 的影 响 ， 文 采 用 Ａ Ｓ Ｓ大 本 ＮＹ 型 结构 有 限元 分 析程 序 建 立 模 型 ，主墩 和塔 采 用 Ｓ ＬＤ ５单 元 ， 采 用 Ｓ Ｅ Ｌ ３单 元 ， 拉 索 模 Ｏ Ｉ６ 梁 Ｈ Ｌ６ 斜 拟为 ｌｋ ｉ ８单 元 ， 限元 计 算 中索 与 梁 、 的 连 接 ｎ 有 塔 模 拟为 刚臂单元 。预应力筋 的有效预加力 作体力 荷 载施 加 ， 算 中考 虑 预 应 力 损 失 。 计 由于本 桥 采用
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收稿 日期 ：０ ７ ０ — ２０—４ ０ ４
作者简介 ： 庆儒 （ ９ ３ ） 男 ， 肃 兰州人 ， 邢 １７一 ， 甘 高级 工程 师 ， 从 事特殊结 构及 大跨 桥梁 结构 分析 、 设计 工作 。
结 构 的有 限元 自由振 动 方 程 为
桥址位于甘肃与 四川交界处 ， 线路斜跨 白龙江 ， 为“” ｕ 型河 谷 ， 势相 对开 阔 ， 地 根据文献 ［］桥址 处频 １， 率为 １ ０ ／ ０的 １ ｉ年平均最大风速 Ｖ ＝ ７ ／ １ ０ ｎ ｍ ２ ．ｍｓ ０ ０ ， 考虑 地形 地理 修正 系数 ，则 主梁 设计 基 准 风速
体 系抗 风性 能 良好 ， 分析成 果为 同类大 桥设计 提供 理 论参考 。 其
关键 词 ： 刚构 一斜拉 组合桥 ； 动力 特性 分析 ； 风稳定 分析 抗 中 图分类 号 ： ４ １ 文献标识 码 ： 文 章编 号 ：０ ９ ７ １ （０ ７ ０ — ０ １ ０ Ｕ４ Ａ １０ — ７ ６ ２ ０ ）７ ０４ — ３
Ｖｒ ７ １ （ ６０ ５ Ｘ Ｏ７１ ／ ６ ＝ １＋ Ｗ／ — ． ） ／ ．２ｔ ｂ Ｗｂ ２ ｗ ． ｒ （） ３
式 中 ： 为截 面 形状 系数 ； 为 扭转 基 频 ； 为 竖 向
弯 曲基频 ； ｂ为桥 宽 的一 半 ；＝／ ｒ 、 ；＝ ．ｐ ＝ ｍ ￣ ｂ； ／ ｍ、 分别 为 单 位 长度 梁 的质 量 与惯 性 矩 。 ，