不同计算模型下大跨度斜拉桥静动力对比分析
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横 隔 板 问距 为 ３ ５ｍ，２ｍ梁 段 横 隔 板 问 距 为３ｍ。 ． １
金 塘
‘—— —一 ７７ ０ ０
．
行钢 丝斜拉 索 ， 全桥 共 １８根斜 拉索 。索 塔为钻石 形 ， ６
采用 Ｃ ０海 ＿ 耐久性 混凝 土 。上塔 柱高 ６ ． 中塔 ５ ｒ ８ ５ｍ， 柱 高 ９ ． 下塔 柱高 ４ ． ２ ０ｍ， １０ｍ。塔柱采用 空心箱形 断 面 。图 １ 为大 桥布置 图 。主航 道通航 净 空为 ５ ４ ｉ ｘ ４ ｎ
金 （ ０ ８ １１２ ２ ０ Ａ６ ０ ０ ）。
６ ０
斜 拉索 采 用 三 维 杆 单 元 ｌ ｋＯ模 拟 。考 虑 到 缆 ｉ ｌ ｎ
索垂度效 应 引起 的 弹性 模 量 折 减 以 及恒 载 作 用 下 的
中 ９苍譬 商 彳
江 宇郭 ，炳 ： 同 算 型 大 度 拉 静 力 比 析 定 ，健孙 楠 不 计 模 下 跨 斜 桥 动 对 分
２ 第 期 ０ 年 １ １ １
几何 刚度 ， 减后 的弹性 模量 采用 Ｅｎｔ 折 ｒｓ＿ 的等效 弹性 ２ 模量公 式来 计算 ， 建立 的有 限元 模 型 以 弹性 模 量 折减
１ 工程背 景
箱 内设纵 隔板 ２道 ， 向间距 为 １ 横 ２ｍ。支座 及临 时墩 处采 片 实腹 式纵 隔板 ， ｊ 其余 为桁 架 式 。斜 拉 索采 用 平
某座跨海斜拉桥上部采 用 ７ ＋ １ ＋ ２ ７ｍ ２ ８ｍ ６０ｍ＋ ２ ８ｍ＋ ７ｉ １ １ １ ７ ｎ＝１ ０１ 五跨半 漂浮钢 箱梁 。主桥 采用 ２ １ 正交异性板 流 线 形 扁 平 钢箱 梁 ， 高 ３ ０ Ｉ（ 内尺 梁 ． ｌ箱 ｌ 寸 ） 宽 ３ ． 含风 嘴 ） ， ０ １ｍ（ 。钢箱 粱标 准梁段 分为 １ ４ｍ 和 １ ２ｍ ２种 ， 设 ４道 实 体 式 横 隔 板 。 １ 梁 段 内 ４ｍ
主梁模 型 、 三主梁模 型 和梁板 组 合 ３种 模 型 。在 ３种
在进 行单元 划分 时必 须考 虑一 定 的精 度 ， 塔柱 部分 一
般按 ２１ 进行 划分 ， Ｉ Ｔ 同时 在斜 拉 索和 索塔 连接 处定 义 节点 。在塔柱 和横梁 连 接处 ， 由于采 用梁 单 元抽 象 和 简化 实际结 构会产 生模 拟 失真 ， 因此 将横 梁 与塔 柱 用 刚性梁 连接 ¨ 。索塔横 梁 上预 应 力对 计算 的影 响 ， 用 在横梁上加等效力 的方法 予 以考虑 。每一个 塔柱 划分
第 １期 （ 第 １ １期 ） 总 ５
２１ ０ ２月 １年
中 ｚ 国彳
ＣＨＩ ＮＡ ＵＮＩ ＰＡＬ ＥＮＧＩ Ｍ ＣＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｎ ． Ｓ ｒ ｌ ｏ １ １ ｏ １（ ｅ ｉ ． ５ ） ａＮ
Ｆｂ ０ １ ｅ ．２ １
Ｄ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ４－ ６ ５ ２ １ ．１ ０ ２ ＯＩ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ４ ５ ．０ ０梁组 成 ， 虑到 塔柱 为 变 截面 空 考 心箱 形 断 面 ， 用 三 维 变 截 面 梁单 元 ｂａ ４ 模 拟 。 采 ｅｍ ４
收 稿 日期 ： １ ２ ０—１ ０ ０ １— ９
基金项 目： 国家自然科 学基金 （ ００ １０） 宁波 市 自然科 学基 ５８ ８６ ；
了 １１ ６ 个单 元 ， 梁 划分 了 ６个单元 ， 横 塔柱 和横 梁用 ２ 个刚性梁单元连接 。２个索塔 总共 划分为 ３８个单元。 ３
２ ２ 斜 拉索 的建模 ．
模 型的建模 过程 中 ， 塔 和斜拉 索 采用 相 同 的建模 方 索
法 ， 面系所 用 的建模 方法 不同 。 桥
移 、 梁 应力 状 态 的 计 算结 果 。通 过 对计 算 数 据 的 比较 ， 出了 ３种 有 限 元 模 型 计算 结 果 的差 异 ， 对 造 成 差 异 的 原 因 进 主 指 并 行 了分 析 。将 ３ 计 算 模 型 的 前 １ 种 ２阶频 率 与 实 测频 率进 行 对 比 ， 出采 用 梁板 组 合 模 型 的 结 果 更精 确 ， 单 主 梁 模 型 与 得 而 三 主梁 模 型 的模 拟 方 式 在 一 定 意 义 上是 等 效 的 。 关键 词 ：大 跨度 斜 拉 桥 ； 箱 梁 ； 拉 桥 ； 限 元模 型 ；剪 力滞 系数 钢 斜 有 中 图分 类 号 ： ４ ８ ２ Ｕ ４ 。７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ４— ６ ５ ２ １ ） １— ０ ０— ４ １ ０ ４ ５ （０ １ ０ ０ ６ ０
不 同 计 算模 型 下 大跨 度 斜 拉 桥 静 动 力 对 比分析
江 定 宇 ， 郭 － 一 健 ， 孙 炳 楠 ’
’
（ ．浙 江 大 学建 筑 工程 学 院 ，浙 江 杭 州 ３０ ５ ； ．浙 江 大学 宁波 理 工 学 院 ，浙 江 宁波 ３ ５０ １ １０ ８ ２ １ １０；
５ ３ 设计 通航 最高水位 为 ３ ２ １１， ＇ １ ．８ｍ。
宁 波
２１８ ０ ０ ７７ ０ —— ０ —’
２１ ００ ８
，
Ｊ Ｌ
一
图 １ 大 桥 布置 图 （ ｍ） ｃ
～
Ⅲ
２ 计 算模型 采用 有 限元 分析 软件 Ａ Ｓ Ｓ建 立 述桥 梁 的单 ＮＹ
３ ．浙 江 省舟 山连 岛工程 建 设 指 挥 部 ， 江 舟 山 ３６ ０ ） 浙 １０ ０
摘要 ： 以某 大跨度跨海斜拉桥 为研究对象 ， 介绍 ＿索塔 、 ｒ 斜拉索 、 桥面系和边界条件的有限元建模方法。索塔和斜拉索采 用相同的建模方法 ， 桥面系采用 了单 主梁模型 、 三主梁模 型及梁板组 合模 型 ３种不同的建模方法 。列 出了该桥 梁静力位
金 塘
‘—— —一 ７７ ０ ０
．
行钢 丝斜拉 索 ， 全桥 共 １８根斜 拉索 。索 塔为钻石 形 ， ６
采用 Ｃ ０海 ＿ 耐久性 混凝 土 。上塔 柱高 ６ ． 中塔 ５ ｒ ８ ５ｍ， 柱 高 ９ ． 下塔 柱高 ４ ． ２ ０ｍ， １０ｍ。塔柱采用 空心箱形 断 面 。图 １ 为大 桥布置 图 。主航 道通航 净 空为 ５ ４ ｉ ｘ ４ ｎ
金 （ ０ ８ １１２ ２ ０ Ａ６ ０ ０ ）。
６ ０
斜 拉索 采 用 三 维 杆 单 元 ｌ ｋＯ模 拟 。考 虑 到 缆 ｉ ｌ ｎ
索垂度效 应 引起 的 弹性 模 量 折 减 以 及恒 载 作 用 下 的
中 ９苍譬 商 彳
江 宇郭 ，炳 ： 同 算 型 大 度 拉 静 力 比 析 定 ，健孙 楠 不 计 模 下 跨 斜 桥 动 对 分
２ 第 期 ０ 年 １ １ １
几何 刚度 ， 减后 的弹性 模量 采用 Ｅｎｔ 折 ｒｓ＿ 的等效 弹性 ２ 模量公 式来 计算 ， 建立 的有 限元 模 型 以 弹性 模 量 折减
１ 工程背 景
箱 内设纵 隔板 ２道 ， 向间距 为 １ 横 ２ｍ。支座 及临 时墩 处采 片 实腹 式纵 隔板 ， ｊ 其余 为桁 架 式 。斜 拉 索采 用 平
某座跨海斜拉桥上部采 用 ７ ＋ １ ＋ ２ ７ｍ ２ ８ｍ ６０ｍ＋ ２ ８ｍ＋ ７ｉ １ １ １ ７ ｎ＝１ ０１ 五跨半 漂浮钢 箱梁 。主桥 采用 ２ １ 正交异性板 流 线 形 扁 平 钢箱 梁 ， 高 ３ ０ Ｉ（ 内尺 梁 ． ｌ箱 ｌ 寸 ） 宽 ３ ． 含风 嘴 ） ， ０ １ｍ（ 。钢箱 粱标 准梁段 分为 １ ４ｍ 和 １ ２ｍ ２种 ， 设 ４道 实 体 式 横 隔 板 。 １ 梁 段 内 ４ｍ
主梁模 型 、 三主梁模 型 和梁板 组 合 ３种 模 型 。在 ３种
在进 行单元 划分 时必 须考 虑一 定 的精 度 ， 塔柱 部分 一
般按 ２１ 进行 划分 ， Ｉ Ｔ 同时 在斜 拉 索和 索塔 连接 处定 义 节点 。在塔柱 和横梁 连 接处 ， 由于采 用梁 单 元抽 象 和 简化 实际结 构会产 生模 拟 失真 ， 因此 将横 梁 与塔 柱 用 刚性梁 连接 ¨ 。索塔横 梁 上预 应 力对 计算 的影 响 ， 用 在横梁上加等效力 的方法 予 以考虑 。每一个 塔柱 划分
第 １期 （ 第 １ １期 ） 总 ５
２１ ０ ２月 １年
中 ｚ 国彳
ＣＨＩ ＮＡ ＵＮＩ ＰＡＬ ＥＮＧＩ Ｍ ＣＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｎ ． Ｓ ｒ ｌ ｏ １ １ ｏ １（ ｅ ｉ ． ５ ） ａＮ
Ｆｂ ０ １ ｅ ．２ １
Ｄ ：０ ３ ６ ／． ｓ ．０ ４－ ６ ５ ２ １ ．１ ０ ２ ＯＩ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ４ ５ ．０ ０梁组 成 ， 虑到 塔柱 为 变 截面 空 考 心箱 形 断 面 ， 用 三 维 变 截 面 梁单 元 ｂａ ４ 模 拟 。 采 ｅｍ ４
收 稿 日期 ： １ ２ ０—１ ０ ０ １— ９
基金项 目： 国家自然科 学基金 （ ００ １０） 宁波 市 自然科 学基 ５８ ８６ ；
了 １１ ６ 个单 元 ， 梁 划分 了 ６个单元 ， 横 塔柱 和横 梁用 ２ 个刚性梁单元连接 。２个索塔 总共 划分为 ３８个单元。 ３
２ ２ 斜 拉索 的建模 ．
模 型的建模 过程 中 ， 塔 和斜拉 索 采用 相 同 的建模 方 索
法 ， 面系所 用 的建模 方法 不同 。 桥
移 、 梁 应力 状 态 的 计 算结 果 。通 过 对计 算 数 据 的 比较 ， 出了 ３种 有 限 元 模 型 计算 结 果 的差 异 ， 对 造 成 差 异 的 原 因 进 主 指 并 行 了分 析 。将 ３ 计 算 模 型 的 前 １ 种 ２阶频 率 与 实 测频 率进 行 对 比 ， 出采 用 梁板 组 合 模 型 的 结 果 更精 确 ， 单 主 梁 模 型 与 得 而 三 主梁 模 型 的模 拟 方 式 在 一 定 意 义 上是 等 效 的 。 关键 词 ：大 跨度 斜 拉 桥 ； 箱 梁 ； 拉 桥 ； 限 元模 型 ；剪 力滞 系数 钢 斜 有 中 图分 类 号 ： ４ ８ ２ Ｕ ４ 。７ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ４— ６ ５ ２ １ ） １— ０ ０— ４ １ ０ ４ ５ （０ １ ０ ０ ６ ０
不 同 计 算模 型 下 大跨 度 斜 拉 桥 静 动 力 对 比分析
江 定 宇 ， 郭 － 一 健 ， 孙 炳 楠 ’
’
（ ．浙 江 大 学建 筑 工程 学 院 ，浙 江 杭 州 ３０ ５ ； ．浙 江 大学 宁波 理 工 学 院 ，浙 江 宁波 ３ ５０ １ １０ ８ ２ １ １０；
５ ３ 设计 通航 最高水位 为 ３ ２ １１， ＇ １ ．８ｍ。
宁 波
２１８ ０ ０ ７７ ０ —— ０ —’
２１ ００ ８
，
Ｊ Ｌ
一
图 １ 大 桥 布置 图 （ ｍ） ｃ
～
Ⅲ
２ 计 算模型 采用 有 限元 分析 软件 Ａ Ｓ Ｓ建 立 述桥 梁 的单 ＮＹ
３ ．浙 江 省舟 山连 岛工程 建 设 指 挥 部 ， 江 舟 山 ３６ ０ ） 浙 １０ ０
摘要 ： 以某 大跨度跨海斜拉桥 为研究对象 ， 介绍 ＿索塔 、 ｒ 斜拉索 、 桥面系和边界条件的有限元建模方法。索塔和斜拉索采 用相同的建模方法 ， 桥面系采用 了单 主梁模型 、 三主梁模 型及梁板组 合模 型 ３种不同的建模方法 。列 出了该桥 梁静力位