大跨度宽桥面结合梁斜拉桥主梁稳定性分析

大 跨 度 宽 桥 面 结 合 梁斜 拉 桥 主 梁 稳 定 性 分析
包
摘
飞 胡旭 辉
要： 以重庆 江津观 音岩长江 大桥 为例 ， 分析 了钢一混凝 土结合 梁主 梁的稳 定性 问题 ， 计算 了设 计荷 载组合 下梁段 弹
性稳 定 系数 和 自定义荷载作 用下梁段 弹性稳定 临界 力， 为该桥的设计提供 了理论依 据 。
第３ ７卷 第 ｌ ３期 ２０ １ １年 ５ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ Ｔ Ｃ ＵＲＥ ＨＩ Ｅ Ｔ
Ｖ０ ． ７ Ｎ０ ３ １３ ．１
Ｍａ ． ２ １ ｙ ０ １
・１ ９ ・ ５
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）３ ０ ５ — ３ １０ —８ ５ ２ １ １ —１ ９ ０ １
关键词 ： 斜拉桥 ， 稳定性 ， 有限元 ， 主梁 ， 结合梁
中图分 类号 ：４ ８ ２ Ｕ ４ ．７ 文献标 识码 ： Ａ
１ 概述
５ 广州鹤 洞大桥 ， ） 主跨 ３ ０ｍ， 梁宽 度 ３ ． 双工字 钢截 面。 ６ 桥 ０ ３ｍ，
一
结合梁斜拉桥又 称叠 合梁斜 拉 桥 ， 它是 主梁 为钢 结 构 ， 面 以上 ５座桥梁均 为市 政工 程桥 梁 。本文 重点介 绍交 通部 系统 第 桥 座跨长江 的结 合梁斜拉桥——重庆江津观音岩 长江大桥 。 系为混凝 土结构 ， 梁与桥 面 系结合 在一 起共 同受 力 的斜拉 桥 。 主 结合梁斜 拉桥钢腹板较高 ， 受弯矩 、 轴力和 剪力共 同作用下 ， 由于结合梁斜拉桥 以其 所具 有相 对于 混凝 土斜 拉桥 和 钢斜拉 桥 其钢 主梁 的稳 定性 问题 是需要重 点关注 和研 的跨越能力大 ， 梁高小 ， 观轻巧 ， 钢量少 ， 外 用 自重轻 ， 价合理 ， 造 施 处 于复杂应力 状态 ， 究 的。结构 的稳定 问题 可分 为两类 ： 一类 稳定 和第 二类 稳定 。 第 工简便的优点 ， 在近十几年来得 到了迅猛 的发展。 目前我 国跨度较 工程实际结构 由于存 在 初始 缺 陷 ， 稳定 问题 属第 二 类稳 定 问 其 大的结合梁桥主要 有 ：） １南浦大桥 ， ４３ｍ 桥梁宽度 ３．５ 主跨 ２ ， Ｏ３ ｍ， 但也不 能忽视第一类稳定问题 ， 原因是 ：） １ 某些 结构的极 限荷 双工字钢截面 ；） ２ 杨浦 大桥 ， 主跨 ６２ｍ， ０ 桥梁宽度 ３ ．５ｍ， ０ ３ 双小箱 题 ， 载与分支屈 曲荷 载很 接近 ；） ２ 某些结构 的屈 曲后强 度远远大于分 梁截 面 ； ） ３ 徐浦 大桥 ， 主跨 ５ ０ｍ， ９ 桥梁 宽度 ３ ． 双小箱 梁截 ５ ８ｍ， 支屈曲 ； ） ３ 第一类稳 定问题 体现 了结构 的刚度特征 。本 文通 过有 面 ；） ４ 青州闽江大桥 ， 主跨 ６ ５ｍ， 梁宽度 ２ 双工字钢截 面 ； ０ 桥 ８ｍ， 得到被测 结构 的 自振 特性 。本 实验 将加速 度传 感器 放置 于跨 铁 定 程度上引起桥梁 的动力特性 发生变化 ， 并且 由于桥梁设计 时动 路大桥 ４ ０ ｍ跨 度处及跨公路大桥 ２ ５ｍ跨处 ， 加速度 时程 曲线和 力反应 只能在 一 定程度 体现 基础 及岩 层或土 层对 上部桥 梁 的影
３ 结语
动力试 验表 明 ， 结构 在 环境 扰 动 作 用下 ， 利用 自然 风 、 脉 地 动、 机器或车辆 引起 的扰 动 等 ， 然 引起结 构振 动 的振幅极 为微 虽 小 ， 是仍然能有效 的进行数 据 采集 ， 通过计 算机 进行 Ｆ 频 但 并 即 数据有较高可 信度 。通 过 理论 值 与 实测值 进行 分析 发现跨 径 一
桥受力影 响不大 。
析 ［ ］ 重庆 交通 学院学报 ，０ ７ ２ （ ） １ 一 ． Ｊ． ２ ０ ，６ ３ ：０ｌ ２
大 学 出版 社 ，０ ２ ２０．
频率影 响不大 ， 在地震荷 载或者竖 向行 车动力荷 载的作 用下对 该 ［ ］ 周明华 ， ５ 王晓毕． 土木 工程 结构 试验与检测 ［ ． Ｍ］ 南京 ： 东南
Ｆ 平铺分析 结果见 图 ４～图 ７ 丌 。
响， 因此实测值在不 同情况下与理论值的变化都有一定程度不 同。
跨公 路大桥一 阶固有振 动频 率理 论值 为 ２ ７ ｚ 经过 Ｆ Ｉ 参考文献 ： ．７ Ｈ ， ｒ’
频谱分析 可以得到该桥脉动测试 结果 ， 结果表 明该桥 的一 阶固有 ［ ］ 公路 旧桥承载 能力鉴定方法（ １ 试行 ） Ｍ］ 北京 ： 民交通 出 ［ ． 人 版 社 ．９ ８ １８ ． 振动频率 实测 值为 ２ ９ ｚ实测频 率大于理论 值 ， ．３Ｈ ， 说明桥梁 的整
［ ］ 马 学起 ， ６ 马英强 ， 张亚军 ， 独塔斜拉桥 冲击 系数试验测 试 等． 研 究 ［ ］ 山东交通科技 ，０ ７ ２ ：２１． Ｊ． ２０ （ ）１－ ５ ［ ］ 郭文化． ７ 京沪 高速铁路 南京长 江大桥 斜拉 桥 方案 车桥 系统
体 刚度较 好 。 经过 Ｆ 频谱分析 可以得 到该桥脉动测 试结果 ， 门 结果表 明该 ［ ］ ＪＧ Ｄ ２２０ ， 路钢 筋混 凝土 及预 应 力混凝 土桥 涵设 计 ２ Ｔ ６ —０ ４ 公
百度文库
规 范［ ］ ｓ．
桥 的一 阶固有振动频率 实测值 为 ３ ２ ｚ 该 桥 的一 阶 固有振 动 ［ ］ 范立础． 梁抗震 ［ ． 海： ． ｌＨ ， ３ 桥 Ｍ］ 上 同济大 学出版社 ，９ ７ １９ ． 频率理论值 为 ２ ９ ｚ实测频率大 于理论值 ， 明桥 梁 的整 体刚 ［ ］ 王新忠 ， ．４Ｈ ， 说 ４ 周水兴 ， 琪 ， 独塔 单索面斜拉桥 动力特性 分 刘 等． 度较好 ， 虽然该桥在 施 工上存 在一 定 问题 ， 但是 对桥 的竖 向振 动