桥墩对曲线连续梁桥自振特性的影响

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高桥墩刚度对桥梁抗震特性的影响研究

此，桥墩刚度的变化能否满足桥梁抗震设计的要求就成为没计者关心的问题。１高墩抗震特点
高桥墩墩体自重大，度大，柔阻尼小，顶还要承载上部结构荷载和车辆荷载，成一个对于承受水墩形
平作用力，别是对抗震不利的倒摆式结构ｌ，图１特２如一所示。
中图分类号：Ｕ４．２４３２文献标识码：Ａ
随着我国西南、西北山区公路和铁路的兴建，由于其地形、地貌条件，得越来越多的高墩在这些地使区得到广泛应用。由于Ｌ区地形复杂，陡山高，多桥梁不得不跨越河谷、沟，ＩＪ坡很深有许多采用跨径不等的简支梁桥或者多跨连续梁桥，桥墩高度往往达到数十米，其以后随着高等级公路的兴建，高桥墩的应
在纵向地震动作用下，为一个整体的耦连作体系，当桥墩的高度不太大，相邻桥墩高度变化又不太显著时，仅考虑体系的基本振型已有足够的精度。当桥墩的高度较大时，除了基本振型以则
外，还要考虑第二类振型的影响。对于特高桥墩，
用还会越来越多。桥梁结构能否满足抗震设计的要求，关键是结构体系的选择是否正确。桥梁设计经常受到很多因
素的制约，比如桥宽、桥跨数、长、桥几何约束等会受到交通流量和地形地貌的限制，在抗震概念设计中有时候无法对这些因素进行修正，而桥墩型式却比较灵活ｌ。桥墩型式的改变使桥墩的刚度也相应发ｌ生改变，而桥墩刚度的改变也会对全桥的刚度产生影响，而影响全桥的抗震特性，自振频率等。因进如

连续梁矫的自振特性分析

０７．６８５
０９１．２２０９２．２７１６８．７０１１６．６４
横弯
横弯横弯横弯纵弯
◎
图２主桥桥墩截面示意图２２算分析．计（）立计算模型１建有限元分析结果的好坏与模型建立的好坏有直接的关系。在建立有限元模型时应着重于结构的刚度、质量和边界条件的模拟。根据托克托准格尔黄河特大桥的结构特点，在建模时采用了梁单元、主从单元、弹簧单元。桥梁的主梁、桥墩以及承台和桩基均采用梁单元；支座采用主从单元、地基对桩基的作用采用弹簧单元模拟。同时，为考虑桩一土相互作用，建立了两个计算模型：模型Ａ与模型Ｂ如图４（、
２１工程概况．
图５模型Ｂ（）２计算结果表１计算模型的前１０阶自振频率
阶次
计算模型Ａ频率（ｚＨ）振型
纵弯横弯横弯
计算模型Ｂ频率（）Ｈｚ
０４４．２８０６２．２７０７２．５２
图１托克托准格尔黄河特大桥主桥立面示意图
墩底截面网墩中部截面图
【６
７８９１０
２３结论．
１ｌ．１５１
１６６．ｌ５１Ｏｌ．７６１４６．６６１７ｌ．Ｏ４
横弯
横弯横弯横弯横弯
分析的基础。结构动力分析的首要目的是对已知结构计算它在给定的时间变化

不同设计参数下刚构-连续组合曲线梁桥地震响应敏感性分析

揭志羽，卫星，李亚东。顾颖
（西南交通大学土木工程学院，四川成都６１００３１）
摘
要：结合大跨、高墩、长联曲线铁路梁桥的工程实例，利用大型通用有限元软件ＡＮＳＹＳ，采用反应谱的分析方法，给出了
该桥在不同的曲线半径、桥墩墩高、墩梁约束方式下的自振频率和振型，分别按纵桥向和横桥向的激励方式，分析了中跨跨中位移，墩顶位移及墩底弯矩随设计参数变化的规律。结果表明：自振频率受桥墩墩高和墩梁连接方式的影响较大，受曲
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｌｏｎｇ—ｓｐａｎ，ｈｉｇｈ—ｐｉｅｒａｎｄｍｕｌｔｉ —ｓｐａｎｃｕｒｖｅｂｉｒｄｇｅ，ｉｔｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｎａｔｕｒａｌｖｉ－ｂｒａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｖｅｒａｄｉｕｓｅｓ，ｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆｐｉｅｒａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｉｅｒ —ｂｅａｍｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｗａｙｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｏｆＡＮＳＹＳ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃ — ｔｒｕｍ，ｔｈｅｒｕ］ｅｓｖａｒｙｉｎｇａｌｏｎｇｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｏｆｐｉｅｒｂｏｔｔｏｍ，ｔｈｅｄｉｓ－ｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｐｉｅｒｔｏｐａｎｄｇｉｒｄｅｒｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｓｐａｎｂｙｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｎｄｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌｉｎｃｅｎｔｉｖｅｗａｙｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｉｅｒｈｅｉｇｈｔａｎｄｐｉｅｒ— — ｂｅａｍｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｗａｙｓｈａｖｅａｂｉｇｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ

铁路桥梁的抗震设计与分析

铁路桥梁的抗震设计与分析铁路作为现代交通运输的重要方式，其桥梁的安全性至关重要。

在地震等自然灾害面前，铁路桥梁需要具备足够的抗震能力，以保障铁路运输的畅通和乘客的生命财产安全。

本文将对铁路桥梁的抗震设计与分析进行详细探讨。

一、铁路桥梁抗震设计的重要性铁路桥梁通常跨越河流、山谷等地形，是铁路线路中的关键节点。

一旦在地震中受损，不仅会导致铁路运输中断，还可能引发次生灾害，造成巨大的经济损失和社会影响。

例如，强烈的地震可能导致桥梁坍塌，使列车脱轨，威胁乘客生命安全；也可能损坏桥梁的基础和支撑结构，影响桥梁的长期稳定性。

因此，进行科学合理的抗震设计是确保铁路桥梁在地震中安全可靠的关键。

二、地震对铁路桥梁的影响地震作用下，铁路桥梁可能会受到多种形式的破坏。

首先是水平地震力引起的桥梁结构的位移和变形。

桥梁的梁体、墩柱等部件可能会因水平力而发生相对位移，导致连接部位的破坏，如支座的损坏、伸缩缝的失效等。

其次，竖向地震力也不可忽视。

它可能会增加桥梁结构的竖向荷载，导致桥墩的受压破坏，或者使梁体与桥墩之间的接触面产生过大的压力，影响结构的整体性。

此外，地震还可能引发地基的液化和不均匀沉降，从而削弱桥梁基础的承载能力，导致桥梁倾斜甚至倒塌。

三、铁路桥梁抗震设计的原则1、多防线设计原则在抗震设计中，应设置多重抗震防线，避免因单一构件的破坏而导致整个结构的倒塌。

例如，除了主要的承载构件外，还应考虑次要构件和连接部位的抗震性能，形成相互协同的抗震体系。

2、能力设计原则通过合理的设计，确保结构中的关键构件和部位具有足够的强度和延性，能够在地震中承受较大的变形而不发生脆性破坏。

3、整体性原则注重桥梁结构的整体性，使各个构件之间能够有效地协同工作，共同抵抗地震作用。

加强连接部位的设计，确保力的传递顺畅。

4、经济性原则在满足抗震性能要求的前提下，尽量降低工程造价，通过优化设计方案，选择合适的材料和结构形式，实现经济与安全的平衡。

公路桥梁墩柱抗震动力分析

２０箱体底板横向水平，内、外侧腹板不等高以调整顶板横坡适ｍ。Ｃ
提高计算效率，求出其前３０阶自振频率。
５地震动参数输入
本桥所在地区基本地震动加速度ＡＯ２，场地特征周期Ｔ＝．ｓ＝．ｇｇＯ４， Ⅱ类场地，根据《公路桥梁抗震设计细则》（Ｔ／Ｔ０ — 一０８）ＪＧＢ２０ｌ２０相关规定，桥梁属于ｃ类。结构抗震的重要性系数Ｃｉ０３＝．４，场地系数Ｃ＝．，结构的阻尼比取 ‘＝．５，Ｃ＝．，Ｓａ＝．５。按照ｓ１０Ｏ０ｄ１０ｍｘＯ１３规范规定可只计水平向地震，地震动激励方向分别按顺桥向、横桥向
【摘要】本文以一座连续弯梁的柱式桥墩设计实例，立小半径预应力混凝土弯桥的梁及柱式桥墩实体单元模型，建运用ＭＩＡ２０进行地震Ｄｓ０６动力分析，ＱＣ用Ｃ计算方法，计算地震动力作用于桥墩上产生的轴力及弯矩，可作为其它类似工程设计参考。
ｂｄｅｐｅｆｍａｅｄｎｄｕｒｓｅｓｄｃｎｒｔｒｇ，ｕｅＭＩＡＳ０６ｆｒｅｓｃｄｎｍｉｎｌｉ，ｕｉｇＣＱＣｍｅｈｄｃｌｌｔｎｏｉｃｉｒｇ — ｉｒｌｂｎｉｇｒｉｓｅｔｓｏｃｅｅｉｅｓＤ２０ｏｉｙａｃａａｓｏｓｌａｐｒｅｂｄｓｍｉｙｓｓｎｔｏａｃａｏｆｅｓｕｉｓｍｉ
２工程概况
都江堰灵岩山隧道配套工程立交桥由中铁二院设计，中铁二十三

连续钢箱梁桥自振特性分析与动力荷载试验

前几阶自振频率。测出了前两阶横向和两阶竖向自振频率及相应的阻尼。实测自振特性与理论计算值的对
比列于表２。
表２实测自振特性与理论值的对比
阶数实测自振频率
（）Ｈｚ
在两边跨对称布置，其振动频率也相应出现重根振动。
２从桥梁前ｌ阶振动频率和振型可以看出，）０桥梁在竖向、向及扭转振动的振动频率相差不大。横梁体竖向和扭转振动交替出现，说明该桥钢箱梁结构的梁高、横隔板设置密度十分合理，桥墩横向间距的取值在对保证桥梁提供足够支撑的前提下，保证了桥梁横向稳定性。又全桥的前ｌ０阶振型中没有出现全桥的任意一阶横向振动，说明本桥的横向刚度大大高于竖向和扭转刚度。
图５横、向传感器布置示意图竖
有横向传感器，全桥共布置５个竖向和７个横向传感器，具体布置如图５所示。通过对采集的脉动信号进行谱分析，得到该桥的
空（向）横。该桥第４第５、阶振动频率分别为３５ｚ．Ｈ和５
３５Ｈ，．８ｚ表现出重根特点；从振型特点上看也属于重根振动，分别为两个边跨的竖向半波弯曲振动；桥梁结构
４１．７
４２．４４３．３５３＿０
梁的竖向弯曲＋转扭
梁的竖向弯曲＋转扭梁的２阶对称扭转梁的２阶反对称扭转
Ｉ［ｌ一删＝０
（）ｌ振型图ａ第阶
（）阶振型圈ｂ第２
（）３振型图ｃ第阶

大跨刚构—连续梁桥的全寿命性能监测与分析

2、车辆荷载：车辆在桥梁上行驶时，会对结构产生一定的冲击效应，应考虑车辆荷载对结构稳定性的影响。
3、风荷载：风荷载对高墩大跨径连续刚构弯桥的稳定性产生较大影响，需对风载引起的倾翻力矩进行计算和分析。
结论
通过对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程稳定性进行分析，可以得出以下结论：
1、合理的材料选择和结构设计是保证高墩大跨径连续刚构弯桥稳定性的关键因素。
2、墩身尺寸：墩身的设计应考虑桥梁的整体造型和稳定性，选用合理的截面形状和尺寸。
3、支座布置：支座是保证桥梁稳定性的重要组成部分，需根据主梁和墩身的布置，选择合适的支座形式和数量。
稳定性分析
针对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程，应进行以下稳定性分析：
1、施工阶段：在施工过程中，应考虑混凝土收缩、徐变以及预应力对结构稳定性的影响。同时，对临时支撑体系进行稳定性分析，以避免施工过程中的安全事故。
大跨刚构—连续梁桥的基本结构由上部结构的刚架和下部结构的连续梁组成。刚架作为主要承重结构，具有较大的抗弯和抗剪能力；连续梁则具有较好的承受压力和分布荷载的能力。这种组合结构可以满足大跨度、高荷载的要求，适应现代交通发展的需要。
为了及时掌握大跨刚构—连续梁桥的性能状况，需要对以下关键性能指标进行监测：
3、异常检测：通过比较监测数据与历史数据或预设阈值，及时发现异常情况。当数据超过预设阈值时，发出警报提示，以便采取相应的处理措施。
4、模型拟合：利用数学模型对监测数据进行拟合，以了解结构的实际工作状态。例如，可以采用有限元分析、神经网络等模型对数据进行拟合，以更准确地评估结构的性能。
在实际案例中，可以结合具体桥梁工程进行全寿命性能监测与分析。例如，某地一座大跨刚构—连续梁桥在经过多年的运营后，出现了明显的挠曲变形和应力异常。通过安装传感器和数据采集系统，对该桥的挠度、应力和应变进行了长期监测。

浅谈高墩桥梁抗震设计

浅谈高墩桥梁抗震设计作者：许庆鹏丁修玺来源：《科技创新导报》 2012年第8期许庆鹏丁修玺(济南汇通联合市政工程有限责任公司山东济南 250000)摘要:当前,部分高等级公路的桥梁均为不规则的高墩桥梁,并且主要横跨河谷与深沟。

公路桥梁的设计极其重要,在设计中应考虑其的抗震性能。

本文笔者针对高度桥梁的抗震设计进行分析,结合高墩桥梁的结构特点,从而阐述了其抗震的计算方法以及对策。

关键词:高墩桥梁概念设计抗震措施中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)03(b)-0119-01随着我国公路建设的日新月异,高墩桥梁也越来越多。

尤其是我国很多地方地形特殊,西南地区、西北地区以山区居多,在兴建铁路和公路时由于地形和地貌的需要,常常会使用很多高桥墩。

山区的公路建设在地形复杂和地形陡峭的情况下,很多桥梁的建设都需要跨越河谷或者深沟,此时便会采用到跨径不等的简支桥梁或者是大跨度的连续钢桥,桥墩高度往往会达到数十米甚至是上百米。

近几年来,高等级的公路建设已经开始越来越多,高墩桥梁必然也会随之增加,应用会越来越广泛。

国内外的高墩桥梁在经受地震考验方面都存在很多缺陷,导致震后修复工作难以开展。

1 高墩桥梁的抗震概念设计从上个世纪的七十年代开始,很多专家对大地震中的经验进行了科学的总结,总结发现对于抗震设计来说概念设计的重要性要超出计算设计的重要性。

抗震概念设计主要指的是一种基于震害经验所建立的基本的设计原则和方法。

主要是以工程概念作为基本依据,采用符合工程规律和本质的方法,对所设计的对象进行宏观的控制。

总体上说,抗震设计应该以概念设计作为基本的出发点,应该包含桥位选择和桥型方案等基本设计内容,还应该包括桥梁结构的上部结构和下部结构的选择以及连接等。

1.1 桥梁的位置选择结构体系设计的关键在于能否满足抗震的需求。

高墩桥梁的设计应该考虑到很多因素,比如桥宽、桥长以及平竖曲线等各方面的因素。

连续梁不同墩高及直径在地震中的反应

连续梁不同墩高及直径在地震中的反应连续梁不同墩高及直径在地震中的反应卢文才,孙平宽,戚中洋(中国公路工程咨询集团有限公司中咨华科交通建设技术有限公司,北京100195) 摘要:地震对于桥梁造成的危害巨大,本文以实l~.x-程为背景,采用通用有限元程序对于不同墩高和墩柱直径的连续梁桥建立有限元模型并进行地震反应谱分析,通过对桥墩受力特性等的分析得出对于本桥地震中受力最不利的墩高和采用最合理的墩柱直径的原理,对于防止震害,合理利用材料以及以后的工程设计和建立模型有一定的参考价值.关键词:连续梁;不同墩高的受力特性变化;地震反应谱;合理墩径中图分类号:U44文献标识码:B在公路工程包括城市交通和高速公路工程中,预应力连续梁桥被广泛应用,同时关于桥梁抗震的研究也越来越受到重视,特别在汶川大地震后,地震高烈度地区必须进行必要的抗震设计.地震使桥梁结构产生不同程度的破坏,引起破坏的主要原因是地震使地面发生水平和竖向震动,从而产生水平和竖直地震力,使桥梁各部件受力变形至破坏.新疆G314工程中渭干河大桥位于新疆地震烈度较高区域,大桥采用常规的连续梁结构,本文通过反应谱法对不同墩高,跨径一定而不同墩径的地震受力特性进行分析,对于本桥优化结构设计和防震减灾有一定的积极意义.1工程概况渭干河大桥属于G314线库车至阿克苏段高速公路工程,位于库车县和新和县交界处,全桥总长666m,跨径布置为5×30+4×30+4×30+4×30+5×30m装配式预应力混凝土(后张)连续小箱梁.下部结构和基础分别为双柱式桥墩和桩基础(墩柱直径为1.5m,桩基直径为1.7m),桥台基础为肋板式桥台和桩基础.该桥址区域地质状况良好,沿线地层自上而下分别为粉细砂,松散卵石,中密卵石,密实卵石.根据国家地震局《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306—2001)和《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306—2001),并参考《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001),桥址区跨越两大地震分区:地震动反应谱特征周期Tm为0.40s,地震动峰值加速度PGA为0.20g,相当于地震烈度WJ;地震动反应谱特征周期Tm为0.40s,地震动峰值加速度PGA为0.15g,相当于地震烈度Ⅶ.根据以上资料,可以确定本桥所处区域为Ⅷ度区域,建立模型中抗震设防烈度为Ⅷ度.2计算分析(一)——不同墩高的影响2.1建立有限元模型桥墩地震中的受力特性取决于桥址处的地质情况和自身的结构特点.对于当地的地质特点,建立一联5×30m小箱梁的上下部模型,分析墩柱高度从3～13m变化,桩基长度取25m的受力特性.全桥考虑土一下部结构一上部结构的共同协同工作抵抗纵,横桥向地震作用,墩桩的单元长度都为1m,桩基模型考虑桩土效应,每个节点处设置一个—y方向的土弹簧弹性连接,用来模拟桩周围土抗力的影响,人士部分桩基考虑土的附加质量的影响.弹簧系数值:K=m动?z??bn其中,m动为土层抗力系数,本文取值为静力计算值的2倍,z为桩节点深度,为单元节段长度,b.为桩的计算宽度.根据《公路桥梁抗震设计细则》的6.3.7条,计算支座的刚度,本联桥两个边墩上采用滑板支座,其余墩采用板式支座.上部结构的小箱梁之间的模拟采用横向连系梁,根据实际的小箱梁之间的连接情况选取一定的刚度.有限元模型见图1.作者简介:卢文才(1982一),男,湖北人,助理工程师,从事桥梁工程设计研究. 图15×30m小箱梁有限元模型2012年2期(总第86期)1932.2桥墩地震反应分析按《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02—01—2008)中规定,本桥属于B类结构,可采用Sbl/MM法(SM一单振型反应谱或功率谱法;MM一多振型反应谱或功率谱法)计算.由于只考虑墩高变化在地震作用下受力特性变化的趋势,所以此次只考虑E1地震作用效应.根据其规定:场地为Ⅱ类,水平设计加速度反应谱最大值S=2.25?Ci?C?C?尼调整系数C=1.0,加速度峰值A:0.2,特征周期T:0.40s,根据公式(5.2.1)得到反应谱曲线.本文对于桥梁纵向和横向地震效应分别按以下方法进行荷载组合:组合1=1.0×纵向+0.3X横向组合2=0.3×纵向+1.0×横向模型中墩柱直径为1.5m,桩基直径为1.7m,在El地震作用下两种组合工况下的受力情况见表1,场地系数C=1.0,抗震重要性系数C=0.5,阻(墩柱底部的单元编号为1454).表1直径1.5m墩柱不同墩高下的受力结果表通过表1中数据可以得到其变化趋势图表,见图2～图5.N-R图2单元1454在组合1工况下的弯矩图3单元1454在组合1工况下的剪力2.3小结(1)在组合1(顺桥向)作用下,通过图2得出1942012年2期(总第86期)图4单元1454在组合2工况下的弯矩图5单元1454在组合2工况下的剪力在一定地质条件下弯矩在墩高为12m处达到最大, 然后随着墩高增大,弯矩虽然增加但是幅度很小,可以忽略;图3说明随着墩高增大,剪力一直减小.其中弯矩起主要作用.(2)在组合2(横桥向)作用下,通过图4得出在一定地质条件下弯矩随着墩高增大,而一直增大; 图5说明剪力在墩高为12m处达到最大,然后随着墩高增大而减小.其中弯矩起主要作用.(3)对于相同地质条件下,不同墩径(包括1.4m和1.6m)也有相同的趋势,例如,对于组合1作用下,1.4m和1.6m墩柱弯矩都在墩高12m处达到最大,图略.3计算分析(二)——不同墩柱直径的影响3.1建立有限元模型在前面墩桩模型的基础上,由于全桥平均桥墩高度为8m,所以本模型选取桥墩高度都为8m.本模型通过计算一定跨径(30m)的连续梁在地震作用下部结构的受力情况,得到较为合理的桥墩直径.模型中桥墩直径取1.5m,桩基直径取1.7m.3.2桥墩地震反应分析(1)E1地震作用下不同直径的桥墩顺,横桥向受力结果见下表2,其中顺桥向第4删敦为受力最不利墩,墩底单元号为1454;横桥向为第3#墩,墩底单元号为2185.表2直径1.5m墩桩受力表通过表2中数据进行圆截面偏心受压构件的计算,对桥墩只需进行构造配筋即可满足要求,且相对于横桥向,桥墩顺桥向受力更为不利.对于1.4m和1.6m直径的墩柱结果与此类似,图表省略,不再列出.(2)可以通过动力弹塑性,静力弹塑性或者一曲线得到桥墩的屈服弯矩和极限弯矩,本文通过静力弹塑性分析(即pushover)不同直径桥墩顺,横桥向的屈服弯矩和极限弯矩,并由此可得到延性墩柱的剪力设计值.结果见表3.根据抗震规范第7.3.4进行墩柱的顺,横桥向斜截面抗剪强度验算.结果如下:对于1.4m墩柱,墩顶,底塑性加密区箍筋拟采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为9em;对于1.5m墩柱,需采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为8cm;对于1.6m墩柱,需采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为8em.墩柱直径越大,所受剪力也相应越大,同时配箍筋量也越大.表3不同直径墩桩静力弹塑性分析结果表(3)E2地震作用下不同桩基直径顺,横桥向受力结果可以发现顺桥向相对于横桥向为最不利情况,通过受力结果计算桩基强度,并得到3种不同直径桩基满足强度要求的配筋量,其结果见表4.表4E2地震不同直径桩基计算分析结果表童堡:堡竺竺堑塾量堑夔量空堕1.63923.262283239401.60l1.11.739616884.13235361.2813.31.84080.27l9l3237381.2013.4通过表中数据可以得到,E2地震作用下桩基的强度计算起控制作用,且通过3种不同直径的桩基结果比较得到,选择1.7m桩基最为合理:1.6m桩基配筋率过大,施工不便,1.8m桩基与1.7m桩基配筋率相差不大,但配筋量多,材料用量过多.4结论(1)在一定地质条件下,不同墩柱直径墩底所受的弯矩随着墩高变化,呈折线型变化,即在一定墩高情况下达到最大,然后随着墩高增大而趋于平缓.(2)对于30m跨上部结构为小箱梁的连续梁桥,顺桥向的作用起主要作用,E1地震作用下桥墩强度都满足要求,不同墩径的抗剪配筋情况类似.一定墩高时,墩柱直径越大,所受剪力越大.(3)E2地震作用下桩基的强度计算起到控制作用,不同的桩基直径在配筋上虽然都能满足要求,但总会存在一种最为合理的桩径(本桥取为1.7m),兼顾满足计算要求和经济合理要求.参考文献:[1]谢旭.桥梁结构地震响应分析与抗震设计.北京:人民交通出版社,2006.[2]范立础.桥梁抗震.上海:同济大学出版社,1997.[3]JTG/TB02—01—2008,公路桥梁抗震设计细则.[4]李国豪.桥梁结构的稳定与振动.北京:中国铁道出版社,2002. 2012年2期(总第86期)195。

三等跨曲线连续梁模态分析试验

三等跨曲线连续梁模态分析试验刘辉;袁向荣;覃继平;陈泽贤【摘要】为了得到三等跨曲线连续梁(曲梁)的固有频率和振型,利用Midas有限元分析软件计算了曲梁的固有频率和振型,并对其进行了振动试验.试验结果采用DASP模态分析软件处理,得到曲梁的前3阶频率及振型,将试验结果与计算结果进行对比,证实振型变化的真实性,并对其冲击系数的取值进行了探讨.结果表明:曲梁前3阶频率的相对误差均不超过4％,振型基本吻合;曲梁的有限元计算频率均小于试验实测频率,且曲梁的前3阶频率均小于等跨直梁,刚度是影响同等跨径直梁和曲梁自振频率不同的主要因素.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)010【总页数】4页(P12-15)【关键词】曲线连续梁;振型;模态分析;有限元分析;冲击系数【作者】刘辉;袁向荣;覃继平;陈泽贤【作者单位】广州大学土木工程学院,广东广州510006;广州大学土木工程学院,广东广州510006;广州大学土木工程学院,广东广州510006;广州大学土木工程学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】U441.3连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构形式，随着城市交通的日渐繁杂，曲线连续梁桥作为互通式立交桥中的匝道桥得以广泛应用，但是对于影响曲线梁桥动力特性及振型方向因子的重要参数的研究仍没有找出相关的规律[1]，而进行这些研究的关键是要得到结构的动力参数。

利用模态参数识别方法可对桥梁进行动力参数识别，从而提供结构健康监测的基准模型，服务于结构状态评估和修复[2]。

模态参数识别的基本原理是建立在已知系统输入和输出来求得频响函数，从而实现对系统的识别[3]，模态参数的识别是通过模态分析来完成的，模态分析已成为振动工程的一个重要分支[4-5]，为桥梁结构的振动特性分析、动力特性优化设计及破损故障诊断提供依据。

桥梁检测的主要内容是测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型等[6]。

连续梁桥动力特性的初步分析

３０见图１２ｍ，。
图２
仿翼模型图
该桥的主梁通过壳单元和实体单元模拟。壳单元用来模拟箱形截面；跨的实心部分用实体单元模拟；与跨的连接部单跨分靠实体与高强度的轻质的壳连接，具体做法是：连接主体采用实体单元，在实体单元的外围加上高强度的轻质的壳单元，以确保连接部分有足够的刚度。桥墩用梁单元模拟，值得注意的是：因为一个节点只能与另一个节点发生耦合。而桥墩上主
收稿日期：０７０ — ７２０ — ９１
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建
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２０年第１总第１８）０８期（５期
连续梁桥动力特性的初步分析
ＩｉａａｙｉｆｈｙａｃＲｅｐｎｅｏｅＢｒｇｔｎｔｌｉＡｎｌｓｓｏｅＤｎｍｉｓｏｓｆｈｉｅｗｉＣｏｎｉｕｕａｔｔｄｒｃ．ｎｅｔｅｎｉｎｎ，ｅａｔｌｔｄｃｓｏｓＳｒｊｔｏｍｋａｙｉｏｅｙａｉｓｏｓｕｅｏｔｎｐｅｎｃｕｙｄｒｈｖｏｍｅｔｔｒｃｅｎｒｕｅｗｔｕｅｉｉａＵｅｒｈｉｉｏｈｏＡＮＹＳｉａｏａｅａｌｓｆｎｍｃｅｐｎｅｏａｎｐｅｔｃｎｓｔｄｈｒｆ
图１某特大桥立面图
结构比较复杂，以模型的节点数和单元数比较多：所节点数为６３，２５单元数为６１。７３
３连续梁桥仿真分析模型
本文借助ＡＳＳＮＹ软件仿真某预应力混凝土连续梁特大

三维地震动作用下曲线连续梁桥减震控制研究

摘要：为了减少双支承曲线梁桥的地震破坏效应，提出了利用液体粘滞阻尼器进行曲线梁桥减震控制的方法，
建立曲线连续梁桥的空间有限元模型和动力仿真模型，在桥梁墩台活动支座部位设置切向和径向液体粘滞减震装置，输入三维地震动计算分析了桥梁主动控制、半主动控制和被动控制三种减震方法的减震效果。结果表明，曲线梁桥的地震反应表现出显著的纵桥向与横桥向的耦合特性，在减震控制计算时必须同时输入三维地震动并设置纵横向减震装置。粘
Ｑｉｇｊｕ，ＨＮＹｎ —ａｇｔｎ－ＳＥｏｇｇｎＸｕ
（．ＳｈｏｏＣｖｎｉｅｒｇｈｎｏｇＪｎｈｎｖｒｉ，ｉｎ２００，ｈａ１ｃｏｌｆｉｌｇｅｉ，ＳａｄｎｉｚｕＵｉｅｔＪａ５１１Ｃｉ；ｉＥｎｎａｓｙｎｎ
滞阻尼器能够控制曲线梁桥内外墩的内力趋于接近，三种减震控制方法均能有效地减小曲线梁桥的梁端位移和固定墩墩
底内力，且三种方法的减震效果和地震反应时程的差别均相对较小，主动控制和半主动控制没有表现出明显的优越性，建议在实际曲线梁桥的抗震减震设计中应用粘滞阻尼器被动控制。关键词：曲线连续梁桥；粘滞阻尼器；三维地震动；减震效果
２ｅａｔｎｏＣｖｎｉｅｉｇＺｅａｇＵｉｅｉ，ｎｚｏ１０７ｈｎ）．Ｄｐｒｔｆｉｌｇｅｒ，ｈｊｎｎｖｒｔＨａｇｈｕ３０２，ＣｉａｍｅｉＥｎｎｉｓｙ
Ａｂｓｒｃ：Ｉｒｅｏｅｕｅｓｉｍｉｄｍａｅｆｅｔｏｃｒｅｉｄｒｂｉｇｔｏｂｅｓｐｏｔｔａｔｎｏｄｒｔｒｄｃｅｓｃａｇｅｆｃｆａｕｖｄｇｒｅｒｄｅｗｉｈｄｕｌｕｐｒｓ，ｔｅｅｓｃｈｓｉｍｉｒｓｎｓｔｇｔｏｏｔｏｅｈｎｑｕｔｉｕｄｖｓｏｓｄｍｐｒｗａｒｓｎｅｅｐｏｅｍｉｉａｉｎｃｎｒｌｔｃｉｅｗｉｈｌｑｉｉｃｕａｅｓｓｐｅｅｔｄ．Ｔｈｓａｉｌｉｎｔｌｍｅｔｍｏｅｎｅｐｔａｆｉｅｅｎｄｌａｄｅｄｎａｃｉｌｔｏｄｌｏｕｅｏｔｎｏｉｄｒｂｉｇｒｓａｉｈｄ，ａｉｃｕｍｐｅｓｗｅｅｅｔｔｅｙｍｉｓｍｕａｉｎｍｏｅｆａｃｒｄｃｎｉｕｕｓｇｒｅｒｄｅｗｅｅｅｔｂｌｓｅｖｎｄｖｓｏｓｄａｒｒｓｔａｈ

某高速公路立交先简支后连续T梁桥荷载试验研究

某高速公路立交先简支后连续T梁桥荷载试验研究发布时间：2022-05-24T00:48:28.374Z 来源：《建筑实践》2022年2月（上）3期作者：刘强[导读] 结果表明受检桥梁上部结构强度和刚度满足设计规范要求，运营情况良好；结构动力性能较好，桥面总体平顺。

刘强（中铁二十五局集团第四工程有限公司，广西柳州 545007）摘要：以浑水海立交海子山大桥为工程背景，通过建立有限元模型以及现场静、动载试验，研究其使用情况及损伤情况，分析其承载力和力学性能，得出试验结论。

静载试验表明，受检桥跨A-A截面和C-C截面上部结构T梁实测的挠度校验系数介于0.675~0.771之间，各个工况的应变校验系数在0.473~0.686之间，结果表明受检桥梁上部结构强度和刚度满足设计规范要求，运营情况良好；结构动力性能较好，桥面总体平顺。

关键词：静载试验、动载试验、有限元模型、校验系数、冲击系数1 工程概况海子山大桥位于楚大高速与宾南高速交叉枢纽浑水海立交内，为楚大高速主线上跨宾南高速主线和各匝道而设。

左幅孔跨布置为2×（3×40）+2×（4×40）+2×（3×40）m，均采用预应力混凝土（后张）先简支后连续T梁，左幅设6联，全桥左幅共设7道伸缩缝。

本次荷载试验桥梁为海子山大桥左幅第4联4×40 m连续梁桥。

本桥上部为4×40 m预应力混凝土T梁，孔跨布置为4孔一联先简支后结构连续预应力混凝土T梁桥，下部桥墩采用为钢筋混凝土双柱式墩，桥台采用扩大基础重力式桥台（桥梁立面见图1）。

桥梁宽度为0.5 m墙式护栏+净15.5 m桥面+0.5 m墙式护栏），抗震设防烈度Ⅷ度，设计荷载为公路-Ⅰ级。

试验桥梁由于在施工过程中，9号～12号桥墩盖梁施工完成后，悬臂根部存在自顶向下的竖向裂缝，最大缝宽为0.24 mm，存在一定安全风险。

为评定该桥梁是否能满足设计及使用的要求，对该座桥梁进行成桥荷载试验检测。

双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨

３０３．３３．８１５７９３４１５．９１．Ｏ７０６１８
模型三５７１２３４Ｏ８１０．．３Ｏ１５．７．０３Ｏ５１３７６１５５３０６１４．．５３
反对称横弯反对称竖弯
对称横弯对称竖弯，桥墩纵弯３号墩纵弯
第一跨跨中７２７１．５第二跨跨中４９４８．５
第三跨跨中４９２９．７
３９５６７４４１３３０ｌ．８．９５．２３４２３２２２１４１５９５．８．４５．８９５５
３１９８０７１１４．８Ｏ．８．８７６１４４
６１４４１４８２７．８８．６．Ｏ４２９７５
２０４２８．７Ｉ．１３８ｌ３０４．０３．０６１５７３４１１０９．４５．７３１８模型二５１１４０２．１．５２８５６１１０６．０．１５７６９
２１０２年第３期
苏鹏：双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨
．５７．
如图３所示为模型２空间计算模型。建模时，将整个桥梁结构划分为２２７个单元，其中主梁划分为
１０４个单元，双薄壁桥墩１６２个单元，桥墩系梁６个单元。有的单元均采用杆系单元，所整个结构在墩底
１２２０７０．２１．Ｉ１４２
３号墩横弯
模型二第四跨跨中６２７８．７

非对称高墩大跨曲线连续刚构桥地震反应分析

１芦家沟大桥概况及计算模型芦家沟特大桥位于国道主干线兰临高速公路兰州市七里河区西果园段，平面上位于Ｒ：０在６０ｍ的圆曲线以及Ｌ＝０ｍ的缓和曲线上，主跨为（４＋１５＋８其６１６）ｍ曲线连续刚构桥，梁全长３９８共７个４桥９．０ｍ，墩，中１主墩高４２号主墩高７其号６ｍ，３ｍ。这座大桥集高墩、大跨和新技术于一体，笔者只对其主桥进行抗
外振型控制剪力Ｑ和扭矩；向振型控制其轴力。竖曲线连续一刚构的第一振型虽然以顺桥向振动为
主，横桥向振动也不小（其可从图２ａ看出）这说明（），无论地表的水平运动沿方向还是沿Ｙ方向，构在结两个方向的水平位移都比较大。因此，这种结构在水平地震荷载下的各内力值可能相对较大。面内振型对Ｙ方向（桥向）励起主要作用，顺激这是因为主梁、的振动和地面水平运动的方向一致，墩因此产生较大的惯性力，而使结构产生较大的地震反从应。面外振型对方向（桥向）横激励起主要作用。
建立全桥有限元模型，分析了该桥的频率、振型等动力
特性。表１图２列出了芦家沟特大桥前１和０阶振型的自振周期、动特征以及前１振０阶振型图。分析得到芦家沟特大桥的动力特性具有如下特点。对两种结构自振周期进行比较，知曲线连续一可刚构的自振周期小于曲线连续梁的相应值，是因为两这

桥梁荷载试验和承载能力评定(一)(二)(三) 继续教育试题答案2020

A,振弦应力计
B,丝式挠度计
C,动挠度仪
D,精密水准仪
答题结果：正确答案：BC
13、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）规定，（）的桥梁应进行荷载试验。(ABD)
A,特大跨径
B,结构复杂
C,业主有要求
D,承载能力需要验证
答题结果：正确答案：ABD
判断题（共15 题)
A、正确
B、错误
答题结果：正确答案：B
6、新桥的桥梁荷载试验，可不进行结构物的裂缝、缺陷、损伤等的调查。(B)
A、正确
B、错误
答题结果：正确答案：B
7、《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004）指出桥梁安全性评定中要评定桥梁的实际承载能力。(B)
A、正确
B、错误
1、使用高精度全站仪进行桥梁静载试验的竖向位移测量，下列提高测量精度的说法哪些是正确的：（）(AC)
A,减少全站仪到测点的距离
B,增加全站仪到测点的距离
C,减少全站仪望远镜的仰角
D,增加全站仪望远镜的仰角
答题结果：正确答案：AC
2、案例二中主梁跨中截面混凝土的名义拉应力计算与（）有关(ACD)
A、正确
B、错误
答题结果：正确答案：A
11、桥梁静载试验中，对称加载工况与偏载工况相比，更接近理论计算模型，因此对称加载工况比偏载工况重要。(B)
A、正确
B、错误
答题结果：正确答案：B
12、案例二中混凝土的名义拉应力是用裂缝宽度反推演算的。(A)
A、正确
B、错误
A,设计资料
B,竣工资料

浅谈墩型对桥梁结构受力的影响

浅谈墩型对桥梁结构受力的影响连续刚构桥墩的刚度大小对于整桥的内力的分配、自振特性和结构的动力性能都有影响，特别是超高墩的作用对桥梁的影响更大。

本文所研究的某桥2#墩墩高为104m，墩的纵向刚度较小，其屈曲稳定研究结果表明，结构优先发生纵桥向的结构失稳，变形也较大，故本文将研究不同墩型对桥梁结构受力及变形的影响。

1工程概况某桥是一座最大墩高为104m的大跨连续刚构桥，主桥桥跨（90+2×160+90）=500m，为预应力混凝土连续刚构桥。

主桥下部主墩高57～104m，采用双肢薄壁空心墩，断面尺寸为2×11.4×3.0m，横桥向壁厚为1m，纵桥向壁厚为0.5m。

本文采用结构有限元软件Midas Civil 2010建立有限元模型进行动力性能分析。

模型各个部位数据均采用大桥真实数据，主梁和桥墩都用梁单元模拟。

本文以某桥为研究对象，通过增加横向联系和改变墩型的方式分析不同墩型对结构受力的影响。

本文采用两种墩型与原墩型进行比较：结构形式1：将某桥2#墩改为整体箱型薄壁墩；结构形式2：在原有某桥桥墩上增加横系梁，即带横系梁双薄壁墩结构形式；结构形式3：为原桥双肢薄壁空心墩形式。

2各墩型整体动力特性的分析与比较将上述修改后的某桥分别建立有限元模型，边界条件和荷载条件均与原桥模型一致，取三种结构形式的前30阶模态进行动力特性分析和比较。

对比前10阶自振周期各阶模态振型描述，结构形式1和形式2的基本自振周期比原桥自振周期小，说明修改后的结构刚度有所提高。

而结构形式2第1阶模态振型为正对称横弯，说明增加横系梁对结构纵向刚度的提高比较明显。

结构形式1与原桥前7阶模态振型一致，第8阶与原桥不同，出现横向振动，这说明箱型薄壁墩的顺桥向刚度比原桥稍大。

3不同墩型时程分析结果比较根据《公路桥梁抗震设计细则》9.3.5规定，时程分析中采用地震沿顺桥方向、横桥方向和竖直方向三向同时激震。

计算采用产生的效应最大的地震波，即1940年记录到的El-Centro地震波，对三种结构形式进行三向同时激震。

高墩大跨度连续刚构桥的动力力学特性分析思考

高墩大跨度连续刚构桥的动力力学特性分析思考
李毅
【期刊名称】《智能城市应用》
【年(卷),期】2024(7)3
【摘要】连续刚构桥是预应力混凝土连续梁桥中一种特殊结构型式,即是一种桥墩主墩与上部结构主梁固结的预应力混凝土连续梁桥。

连续刚构桥多用于山区环境中,充分利用其跨径大、桥墩高的优点,完成对河谷、峡沟的跨越。

其中,连续刚构桥的
桥墩高度较大、桥墩柔性较强,且河谷、峡沟处风力往往较大,对连续刚构桥梁的动
力影响较为突出。

因此,连续刚构桥的动力研究分析,是连续刚构桥研究中的一个重
难点。

本论文为了研究高墩大跨连续刚构桥动力特性的影响,以国内某大桥为工程
背景,利用有限元软件Midas Civil 2023建立主桥三维模型,从桥梁自震频率、地震反应谱、车桥耦合动力、桥墩高度、动力特性优化等方面分析该桥梁的动力特性。

结果表明:○1主桥的自振频率与墩梁刚度比的变化呈正相关关系,变化速率呈先大后小的趋势;○2主桥的1阶纵向频率受主墩高度变化影响也很大,变化幅度大于50%。

本论文研究结论可为高墩大跨连续刚构桥的动力分析设计提供参考和指导。

【总页数】4页(P37-40)
【作者】李毅
【作者单位】中南勘察设计院集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.22
【相关文献】
1.钢管混凝土组合格构柱高墩大跨连续刚构桥动力特性分析
2.高墩大跨度连续刚构桥空间动力特性分析
3.高墩大跨度预应力连续刚构桥荷载试验及动力分析研究
4.铁路大跨度高墩连续刚构桥空间动力特性分析
5.大跨度高墩连续刚构桥的动力特性分析
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曲线梁桥动力特性对比分析

ｄｉｅｅｔｃｒａｕｅｒｄｉＯｌｄｎａｃｃｒｃｅｉｔｃ．Ｔｅｒｓｌｓｐｏｉｅａｒｆｒｎｅｆｒｄｓｇ．ｆｒｎｎｖｔｒａｉｉｙｍｉｈａａｔｒｓｉｓｈｅｕｔｒｖｄｅｅｅｃｅｉｎｆｏ
１工程简介．
飞云江特大桥的桥址位于飞云江下游，河口约１ｋ桥址位于距４ｍ，ｌ４国道上游约５０ｍ。本文计算对象为飞云江特大桥１１０５０～０号墩之
束条件采用主从关系处理；梁体和桥墩之间以主从节点的方式相连。墩底处地基基础的刚度分别叠加于相应的节点上。梁系统的阻尼按桥Ｒｙｉａｌｇｅｈ阻尼考虑，阶频率对应的阻尼比一般取２５；性模量低％～％弹Ｅ和泊松比Ｌ按现行桥规取值，期恒载按１４Ｎｍ，虑将其作为Ｌ二０ｋ／考
研究比较少。本文以飞云江特大桥为工程背景，据桥梁有限元的分根析理论．立了桥梁动力特性分析的有限元模型，用计算机模拟的建采
３桥梁有限元模型的建立．
本文跨内箱梁结构和桥墩均采用空间梁元分析模型，用ｍ法采
算不同曲率半径情况下桥梁的自振频率，对自振频率和振型进行了对比分析。所得结果可供设计参考。并

桥墩直径及高度对桥梁地震响应影响分析

根据空间杆系理论，采用Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ２０１２进行计算分析，对结构模型进行水平加速度反应谱分析计算，模态组合采用ＣＱＣ法。２．２地震参数
本桥Ｅｌ、Ｅ２作用均采用多振型反应谱法，水平设计加速度反应谱ｓ由规范５．２．１确定。水平设计加速度反应谱参数见表１。
桥梁墩柱高度及刚度对于桥梁自振频率影响较大，与房屋等民用建筑不同，双柱式桥墩桥梁自振周期通常较大，大于０．１ｓ，因此墩柱高度越高，刚度越小，桥梁自振周期越大，地震水平设计加速度反应谱值越小，墩柱水平剪力越小。但墩柱越高，同一剪力产生墩底弯矩越大，墩顶水平位移越大。墩柱高度对于桥梁抗震性能影响较为复杂。因此桥梁设计中重点分析桥墩高度对于桥梁抗震的影响很有必要。
本文以北京兴延高速公路白羊城沟特大桥双柱式墩柱连续梁桥为背景，分析桥墩高度及直径等因素对桥梁结构抗震性能的影响，指导设计过程中对墩柱刚度的合理优化。
１工程概况
白羊城沟特大桥位于北京昌平区北部山区，周边为低山丘陵地貌。桥梁上部结构采用３×３０ｍ或４×３０ｍ预应力混凝土连续小箱梁。下部结构采用
２０１８年３月第３期
城市道桥与防洪

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桥墩对曲线连续梁桥自振特性的影响
摘要多次桥梁脉动试验结果揭示连续箱型梁桥的竖向自振频率与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。

理论分析时桥墩的简化是关键影响因素。

本文以某六跨连续弯梁桥为基础分析了桥墩对于桥梁自振特性的影响，结果表明桥墩对于桥梁的纵向及横向自振频率具有较大的影响，而对桥梁竖向的自振特性影响不明显。

关键词连续箱梁桥自振特性桥墩
1 前言
所谓固有振动是指弹性系统在没有外部动力的作用下形成的振动。

固有振动反映系统的固有特性，是研究一切振动问题的基础[1]。

因此准确求解桥梁结构的自振特性是桥梁振动问题的首要环节。

在成桥后的荷载试验也往往通过脉动法测试桥梁的自振特性，通过与理论结果对比揭示桥梁的刚度情况。

然而多次实践表明连续箱型梁桥的竖向自振频率实测与理论分析结果吻合较好而纵向和横向自振频率吻合不好。

分析认为，桥墩是关键影响因素。

本文通过对某桥的实体建模分析支持了该观点。

该桥总长170m，整座桥梁位于半径220m的平曲线。

孔垮布置为25m+4×30m+25m，如图1所示。

上部构造为等截面预应力混凝土箱型连续梁，单箱单室直腹板箱梁，梁高1.6m，顶板宽8.1m，底板宽4m，两侧翼缘悬臂长度2.05m，该桥跨中箱梁截面如图2所示。

下部构造3号桥墩为独柱墩，其余桥墩为门式刚架墩、钻孔灌注桩基础。

图1连续梁桥总体布置图
图2跨中箱梁截面
2 有限元模型建立
为了研究桥墩对该桥自振特性的影响，分别按两种情况建立了有限元模型，第一个模型不考虑桥墩的影响，第二个模型考虑桥墩和梁的共同作用。

Ansys为构建有限元模型提供了丰富的单元选择，具体到该问题可以选用梁单元也可以选用实体单元。

使用梁单元分析时模型构建简单，求解速度较快，但是不能直观的反应梁的振型特性。

使用实体单元构建模型虽较复杂，求解速度较慢，但是可以获得较高的精度，振型直观。

经综合考虑最后决定采用Ansys实体单元Solid45。

在墩台附近箱梁截面形式有所改变，采用实体单元可以精确的反映这种截面的变化。

考虑桥墩的有限元模型图3所示。

图3 考虑墩的有限元模型
约束情况对桥梁的自振特性影响很大。

本桥3号墩墩顶设置一固定支座，其余墩台顶均设置两活动支座，其中内侧支座允许箱梁有纵向位移，外侧支座允许有横桥向和纵桥向的位移。

在有限元模型里，不考虑墩的模型约束支座位置节点的相应自由度，考虑墩时耦合支座位置墩顶节点和箱梁节点的相应自由度，约束桥台支座节点的相应自由度并将墩底固结。

结构的有限元自由振动方程为：
式中，是总刚度矩阵，总质量矩阵，是振型向量，是圆频率。

利用子空间迭代法，即可求出所需要的自振频率和相应的振型向量。

3 结果分析
利用Ansys分别计算了两种结构的前10阶自振特性。

两模型计算出的前10阶自振频率及振型特性见表1。

无墩模型计算出的面内、面外第一阶振型分别如图4、5，有墩模型计算出的面内、面外向第一阶振型分别如图6、7。

表1无墩及有墩模型自振频率及振型特性对比
图4无墩模型竖向第一阶振型
图5无墩模型横向第一阶振型
图6有墩模型竖向第一阶振型
图7有墩模型横向第一阶振型
不考虑桥墩时，桥梁的基频为4.378Hz，振型为箱梁面内的反对称弯曲，如图4所示。

前七阶振型均为面内弯曲，在第十阶出现横向第一阶振型，为箱梁的面外反对称弯曲，如图5所示。

考虑桥墩时，桥梁的基频为1.242Hz，振型为箱梁及3#墩沿桥纵向的位移。

出现该振型的原因是由于3#墩为独柱墩,墩身较长且刚度较小。

桥梁的第二阶自振频率为3.121Hz，振型为箱梁及桥墩横向的摆动，如图7所示。

在第四阶出现竖向第一阶振型，为箱梁的面内反对称弯曲，如图6所示。

无墩模型和有墩模型竖向第一阶振型相同，且频率相差很小。

进一步的比较表明无墩模型和有墩模型的低阶(<5)竖向振型均相同，且自振频率相差不大。

而对于横桥向而言,桥墩使得横向振型出现的顺序大大提前，且振型性质发生了改变。

由此可见，桥墩对桥梁的自振特性，尤其是对桥梁纵向及面外的自振特性有很大影响。

桥墩对面外自振特性影响的大小取决于墩的横向刚度及墩身的高度以及墩底的约束情况。

桥梁自振特性测试是桥梁建成后的一项重要工作，一般采用脉动法获得桥梁面内及面外的前几阶振型及频率。

实测结果应与理论结果相比较，因此首先要构建有限元模型计算桥梁的理论自振特性，此时不能忽略桥墩对桥梁横向自振特性的影响。

4 结论
通过以上分析可以得出以下几点结论：
（1）桥墩对连续梁桥面内自振特性影响不大，表现为面内低阶振型相同，自振频率相差很小。

（2）桥墩对连续梁桥面外自振特性具有很大影响。

桥墩使得横向振型的出现顺序大大提前，振型为墩和箱梁偏离轴线的横向振动。

（3）桥梁自振特性实测结果是墩梁共同作用下的结果，因此构建有限元模型计算桥梁的理论自振特性用于和实测值比较时，应考虑桥墩的作用。

这一点对于高墩桥梁来说尤为重要。

参考文献
[1] 李国豪．桥梁结构稳定与振动[M]．北京：中国铁道出版社，2003．
[2] 刘世忠，欧阳永金．独塔单索面部分斜拉桥力学性能及建设实践[M]．北京：中国铁道出版社，2006．
Abstract This paper analyzed the influence of the pier on bridge’s vibration characteristic based on a six spans continuous box-girder bridge. The result revealed that the influence on the longitudinal and lateral vibration characteristic is trimendous, but not big on the vertical vibration characteristic.
Key Words continuous box-girder bridge ; vibration characteristic;bridge pier。