下承式钢管混凝土拱桥自振特性研究
大跨下承式连续梁拱组合式桥自振特性研究
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梁设计提供参考。
关 键 词 ： 续 梁 拱 组合 式 桥 ； 连 自振 特 性 ； 肋 ； 、 撑 拱 横 斜 中 图分 类 号 ： ４ １． Ｕ ４ ３ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ０ ７ （０ ０ ０ — ０ １ ０ １７ ～ ６ ９ ２ １ ）４ ０ ３ — ４
第２ ３卷
２１ ０ ０年 ｌ ２月
第 ４期
苏 州科 技 学 院学 报 （ 程技 术 版 ） 工
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大跨下承式连续梁拱组合式桥 自振特性研究
李青 山
（ 中铁 第 五 勘 察 设 计 院集 团有 限 公 司 桥 梁 设 计 院 ， 京 １２ ０ ） 北 ０ ６ ０ 摘 要 ： （２ １２ ８ ） 连 续 梁拱 组 合 式 桥 为 工 程 背 景 ， 以 ８＋７ ＋２ ｍ 建立 空间 结 构 有 限元 模 型 。对 桥 梁 自振 频率 、 型进 行 了 振
梁 拱组 合式 桥梁 是将 主要承 受压 力 的拱肋 和 主要 承受 弯矩 的梁体 组合 起来 共 同承受 荷 载 ， 以是 刚性 可
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学研究与稳定性分析
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学探究与稳定性分析专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥抗震性能研究的开题报告
下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥抗震性能研究的开题报告题目：下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥抗震性能研究一、研究背景随着中国铁路的不断发展，桥梁作为铁路交通的重要组成部分，其安全性和稳定性成为了铁路建设的重要目标。
在地震频繁的地区，铁路桥梁的抗震性能更加重要。
为了提高铁路桥梁的抗震性能和有效延长其使用寿命，利用先进的结构形式是关键。
钢管混凝土桥梁具有良好的抗震性能和耐久性能，在一些地震频繁的地区得到了广泛的应用。
而系杆拱桥在长跨径铁路桥梁设计中具有广阔的应用前景。
因此，下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥成为了铁路桥梁设计中的重要结构形式。
本论文将研究下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震性能，分析其在地震荷载下的受力情况和破坏机理，探究其结构设计和加固措施。
二、研究内容（1）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的结构特点和应力特征。
（2）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的地震响应分析和受力特点分析。
（3）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的破坏模式和破坏机理分析。
（4）针对下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震加固措施：设计并评价不同加固策略的有效性和经济性。
三、研究意义本研究旨在深入探究下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震性能，为铁路桥梁的安全稳定运行提供参考。
通过对其结构设计和加固措施的研究，提高铁路桥梁的抗震能力和使用寿命，对于推进我国铁路交通建设，提高铁路运输的安全、快捷、高效，具有重要的现实意义和应用价值。
四、研究方法本研究将运用现代结构分析软件，以有限元方法为基础，采用数值模拟技术和理论计算相结合的方法进行研究。
通过模拟地震荷载下下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的受力情况和破坏机理。
并通过设计和评价加固措施，提高其抗震能力和使用寿命。
五、研究计划本研究计划分为以下阶段：第一阶段：文献调研和理论分析第二阶段：模型建立与参数定义第三阶段：地震响应分析和受力特点分析第四阶段：破坏模式和破坏机理分析第五阶段：加固策略设计和经济性评价第六阶段：研究总结和结论六、参考文献1. 《混凝土结构设计规范》2. 《桥梁结构设计规范》3. 李强，王新英，姜伟，吴华，孙恩忠：下承式钢管混凝土拱桥抗震研究，世界桥梁，2012（2）：111-115。
吊杆及横撑对钢箱梁钢管混凝土拱桥自振特性的影响
吊杆及横撑对钢箱梁-钢管混凝土拱桥自振特性影响研究叶梅新莫朝庆罗如登（中南大学土木建筑学院湖南长沙410075）摘要：本文以一座1-80米铁路钢箱梁－钢管混凝土拱组合结构为例，采用大型有限元软件Midas\civil建立其空间计算模型，通过模态分析得到该桥的主要自振振型。
以此为基础，探讨了吊杆、横撑不同布置形式以及横撑刚度对结构自振频率的影响，为同类拱桥的动力分析及优化设计提供一定的参考。
关键词：钢管混凝土拱桥；自振特性；吊杆；横撑中图分类号：文件标识码：引言随着钢管混凝土拱桥结构的日趋轻型化，该桥型的抗风、抗震以及车辆荷载冲击振动等动力问题也备受关注。
特别是近年来，钢管混凝土拱桥逐渐应用到客运专线及高速铁路等铁路桥梁中，对其在高速列车动力冲击荷载作用下的各项性能提出了更高的要求。
而桥梁结构自振频率等动力参数的计算是进行桥梁结构其他动力响应分析以及抗震设计的基础，对合理地进行桥梁抗震设计、抗风稳定性及车桥共振分析等都有着重要的意义。
基于这一目的，研究吊杆及横撑对全桥自振特性的影响，以期为实际工程提供参考和借鉴。
1、工程概况水田中桥是广深港客运专线广州至深圳段的一座1-80m双线铁路下承式拱桥，采用钢箱梁与钢管混凝土拱组合结构，设计时速为线下350 km/h，线上250 km/h，跨越机荷高速公路，两端桥台连接客运专线隧道，地理位置十分重要。
主梁采用五室等高度箱形截面，箱梁宽16.0m。
拱肋采用变高度圆端形截面，截面宽1.0m，截面高2.0～3.0m。
拱轴线为二次抛物线，设计矢高f=22.857m，矢跨比f／L=1：3.5 。
两榀拱肋的中心距为14.5m，共设5道“一字形”横撑。
采用平行钢丝束柔性吊杆，间距为5.5m。
桥台采用一字形重力式桥台，以扩大基础形式嵌固于弱风化花岗岩岩层中，拱脚直接锚固于基岩，箱梁支承于桥台之上，见图1所示。
水田中桥桥址处属于低纬度南亚热带季风海洋性气候区，台风活动频繁，最大风力可达12级，抗震设防烈度为Ⅶ度。
下承式混凝土系杆拱桥动力特性试验研究
下承式混凝土系杆拱桥动力特性试验研究摘要通过泗水县圣源湖大桥的现场动力特性试验，测试了该桥的频率、振型、阻尼系数及冲击系数等动力参数，并将试验结果与理论分析结果进行了对比分析，为评定该桥的整体受力性能提供了可靠依据，同时也可为同类桥梁的设计与施工积累经验．关键词下承式系杆拱桥；动力特性；有限元分析中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：1工程概况位于济宁市泗水县的圣源湖大桥是该区域景观建设的重要组成部分。
采用（54+62+54）米下承式双肋钢筋混凝土系杆拱桥，设计标准公路—ⅰ级，双向4车道，中跨矢跨比f/l=1/4，计算跨径l=60m，矢高f=15m。
拱肋和风撑采用工字型截面，混凝土材料，拱肋高1.6m，宽1.2m，风撑高1.6m，宽0.6m，系杆采用箱型截面，全桥共设35道预应力混凝土横梁，行车道板采用实心板，现浇成型，图l为该桥的立面图。
图l 圣源湖大桥立面图2 动力特性的有限元分析2.1有限元分析建模根据桥梁结构形式，采用桥梁结构专用分析软件midas/civil进行结构静力分析。
该桥中跨共划分为293个单元，节点划分及结构离散示意如图2所示图2 圣源湖大桥中跨有限元模型2．2 动力特性分析模态分析方法有子空间法、分块兰斯法、power dynamics法、缩减法等。
子空间使用子空间迭代技术，内部使用广义雅克比迭代法，该方法采用了完整的k和m 矩阵，计算精度较高；另外，子空间法适用于提取大模型的少数模态(40阶以下)，所以采用此法。
在该仿真形态下可进行结构动力特性分析，分析计算成果如图3所示一阶阵型图（2.49hz）二阶阵型图（4.03hz）图3 桥梁振型图3 动载试验动力测试主要包括自振特性测试和行车激振试验。
自振特性测试是测试主梁与主塔的自振频率与振型，一般采用脉动法。
行车激振试验包括无障碍行车试验和有障碍行车试验，分别模拟桥面无损伤时桥面行车对桥跨结构的冲击作用。
故该桥动载试验分脉动、跑车、跳车和刹车4个内容。
钢管混凝土拱桥动力特性分析
钢管混凝土拱桥动力特性分析孔祥利【摘要】钢管混凝土拱桥力学模型有多种简化模拟方式,但每种模拟方式是否都能比较接近地反应出拱桥的真实动力特性及其对动力特性影响有多大,还尚未研究.本文将建立三种不同的有限元力学模型,分析其不同的模拟方式对拱桥动力特性的模拟是否相近.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)029【总页数】4页(P136-139)【关键词】钢管混凝土拱桥;双单元法;换算截面法;脊梁式;严密的板桥模型;动力特性【作者】孔祥利【作者单位】江苏联合职业技术学院南京分院,南京210019【正文语种】中文【中图分类】U440 引言分析钢管混凝土拱桥真实动力特性的必备条件是建立一个合适的桥梁动力模型，因此建立符合受力原理的桥梁空间模型是动力分析的关键之处。
钢管混凝土拱桥空间模型的建立实际上就是将实物通过力学抽象，简化成能用于动力特性分析的空间模型，但模型的简化必须使力学模型尽可能地符合实际结构的情况。
本文对同一座钢管混凝土拱桥模拟出三种简化模型，分析这三种不同简化程度的模型对钢管混凝土拱桥的动力特性影响。
1 钢管混凝土拱桥模型简介[1]1.1 总体设计全桥孔跨布置为边跨分别是两孔20m和一孔16m的钢筋混凝土简支T形梁，主跨是256m的中承式钢管混凝土拱桥，全桥总跨度为312m（图1），伸缩缝设置在桥面的梁端与桥台接缝处。
1.2 主拱拱肋主桥拱肋为双肋拱，计算跨径为248m，矢高为50.155m，矢跨比为1/4.945。
每片拱肋由4-1000钢管混凝土组成，用缀板、缀条连接成为钢管混凝土格构柱。
拱轴线是以悬链线为基础的三次样条曲线，沿拱轴采用变高度（拱顶Hi=2.4m，拱脚 Hi=4.842m）、等宽度截面（b=2.4m），两条主肋间中心距11.6m，共设置了12个型撑、17个横撑，每个横撑为空钢管构成的桁式梁。
1.3 拱上立柱及拱肋吊杆根据高度的不同，拱上立柱分别采用直径900mm和直径800mm两种截面的C30钢筋混凝土圆柱，上端与横梁固结，下端用钢制柱脚支承在拱肋上。
下承式连续梁拱组合体系钢桥的力学特性研究开题报告
下承式连续梁拱组合体系钢桥的力学特性研究开题
报告
一、研究背景及目的
现代交通建设快速发展，钢桥成为大二跨度、重载车辆通行的理想选择，而下承式连续梁拱组合体系钢桥因其结构形式和力学性能特点而备受关注。
该体系结构将下承式梁与钢拱桥体系有机结合，并且其轨道面较低，减少了多个桥墩的使用，降低了工程造价，提高了通行效率。
在实际工程应用中，下承式连续梁拱组合体系钢桥已经被广泛应用，但是对于其力学特性的研究还不够深入。
针对以上问题，本研究旨在通过对下承式连续梁拱组合体系钢桥的力学特性进行研究，揭示其优点和不足之处，为该体系在实际工程应用中提供科学依据，并为其结构设计和优化提供技术支持。
二、研究内容和方法
1. 首先，将对下承式梁与钢拱桥体系的结构形式及特点进行介绍和分析，明确其优缺点。
2. 其次，通过理论分析和数值模拟，分别对下承式连续梁拱组合体系钢桥的静力特性、动力响应、疲劳性能等方面进行研究与分析。
3. 然后，将对下承式连续梁拱组合体系钢桥的监测系统建设和运行状态进行研究与分析，探索其实时监测和预警体系，为保障其安全运行提供技术支持。
4. 最后，通过实际工程应用，对研究成果进行验证和应用，进一步优化下承式连续梁拱组合体系钢桥的设计与施工技术，同时促进其在实际工程中的广泛应用。
三、预期研究成果
1. 建立下承式连续梁拱组合体系钢桥的数学模型和数值分析模型，揭示其力学特性和施工监测体系。
2. 提出下承式连续梁拱组合体系钢桥的设计优化策略，在确保安全性和经济性的基础上提高其承载能力和抗风能力等方面的性能。
3. 探讨下承式连续梁拱组合体系钢桥在实际工程中的施工问题及实时监测体系，为其在实际工程应用中提供技术支持与指导。
钢管混凝土拱桥的静力稳定性分析
２ ０ １ 年 ６ 月 １
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ＿ Ｎｏ． ６ ｌ３７ １
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０１
・２０ ・ ５
文章编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ）６ ０ ０ ・ ２ １０ ．８ ５ ２ １ １ —２ ５ ０ １
１ 工 程 概 况
某下承式钢管混凝土系杆拱桥 ， 刚性系杆 刚性拱结 构。拱 为 肋 的计 算跨 径 ６ Ｉ桥面 全宽 １ ・计 算矢 高 １ 矢跨 比为 ０ Ｉ， Ｔ ６ｎ， ０ ｍ， １６ 拱轴线线形为二次抛 物线。拱肋 采用直径 为 ９ ｍ 的钢管 ， ／， ０ｃ 两拱肋中心间距 １． 吊杆采 用 Ｏ ＭＬ Ｍ（ ） ３ ８ｍ， Ｖ Ｚ Ｋ 系列成品 吊杆 ， 吊 杆间距为 ５ｍ； 公路方 向每 ５ｎ 设置横梁一 道 ， 中端横梁截面 Ｊ Ｒ ｌ 其 为２０ｉ １２～ ．９ ） 宽 × ） 中横梁截面为 ０６ｎ ×（ ． ． ｎ×（． １２５ ｍ（ 高 ， ． ｌ ０８～
算， 三种使用情况下的结构稳定性 系数统计见表 ４ 。
建 筑 ，０９ ３ （６ ：９ －０ ． ２ ０ ，５ ２ ）２ ９３０
定 承 载力 的解 析 解 只 能 在 有 限 的 条 件 下 得 到 ， 实 用 上 可 以 通 过 在
考虑几何 刚度矩 阵的有 限元程 序进行 屈曲稳定 分析 。拱 的第 二
类稳定 问题是非线性力学问题 ， 即系杆 拱桥在达 到弹性屈 曲临界 值之前 ， 几何和 材料 的双 重非 线性 因 素会使 结 构提 前丧 失稳 定 性， 即发生压溃破坏 ， 压溃 荷载要 小于 弹性屈 曲临界 荷 载。拱的 第二类稳定 问题 的求解十分 困难 ， 限于材料及几何 非线性本 构关 系的复杂性和多样性 ， 实用上一般采 用弯矩增 大系数 的方 法考 在 虑压 弯效应 。目前在工程应用领域 ， 多采 用有限元 手段求解 第一
下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究
下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究下承式钢管混凝土系杆拱桥索力分析及稳定性研究摘要：本文针对下承式钢管混凝土系杆拱桥进行了索力分析和稳定性研究。
首先，通过对该桥结构进行了力学分析，得出了系杆拱桥在载荷作用下的受力情况。
然后，利用数值计算方法进行了索力分析，得出了各个索力的大小和方向。
最后，通过稳定性分析，确定了拱桥的稳定性情况，并采取了合适的措施提高拱桥的稳定性。
关键词：下承式钢管混凝土；系杆拱桥；索力分析；稳定性研究1. 引言下承式钢管混凝土系杆拱桥是一种优秀的工程结构，具有承载能力大、抗震性能好等优点。
其中系杆拱桥作为其重要组成部分之一，承担着承载车辆和风荷载的重要作用。
因此，对系杆拱桥的索力分析和稳定性研究具有重要意义。
2. 系杆拱桥的力学分析系杆拱桥是由上、下承重拱肋组成的，上弦杆与下弦杆通过系杆相连接。
在荷载作用下，上弦杆受到压力，下弦杆受到拉力，系杆受到拉力。
为了分析系杆拱桥的受力情况，可以采用力学方法进行分析并绘制受力示意图。
3. 索力分析3.1 数值计算方法采用有限元方法进行计算，建立系杆拱桥的有限元模型，并用计算软件进行计算。
3.2 索力计算通过有限元计算，得出了各个系杆的受力情况。
根据静力平衡条件，可以得出系杆受力的方向和大小。
4. 稳定性分析通过对系杆拱桥的稳定性进行分析，可以确定桥梁的稳定性情况。
在稳定性分析中，需要考虑桥墩的稳定性、拱肋的稳定性等因素。
通过数值计算和理论分析，可以得出拱桥在不同工况下的稳定性系数，并评估桥梁的稳定性。
5. 提高拱桥的稳定性为了提高下承式钢管混凝土系杆拱桥的稳定性，可以采取以下措施：- 加强桥墩的设计和施工，提高桥墩的抗侧力能力；- 调整系杆的设计参数，使其受力更加均匀；- 增加拱肋的截面尺寸和数量，提高拱肋的抵抗能力；- 加强桥面的铺装，提高桥面的抗滑能力。
6. 结论通过对下承式钢管混凝土系杆拱桥的索力分析和稳定性研究，可以得出以下结论：- 系杆拱桥在荷载作用下受到压力、拉力等不同的受力方式；- 数值计算方法可以用于系杆拱桥的索力分析；- 稳定性分析可以用于评估拱桥的稳定性情况并提出提高稳定性的措施。
中_下承式钢管混凝土拱桥车振调查与动力分析_吴庆雄
工
程
力
学
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 90
149
2 竖向加速度 /(m/s2 ) 竖向加速度/(m/s )
91
92
93
94
95
时间/s 时间 /s
96
97
98
99 100
(a) 实测值
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 0
采用 TOKIMEC 生产的激光连续式路面平整度 仪 LP_300A 对各桥的桥面平整度数据进行了采集， 其测定间距为 5cm，沿着上下游的路缘和路中心线 各测得 2 条桥面平整度曲线，即获得了 4 条桥面平 整度曲线。路面平整度测试情况详见文献[11]。 1.2 有限元模型 根据每座桥的不同形式、构造，综合考虑各个 因素后建立有限元计算模型。以山前大桥为例，拱 肋采用空间梁单元来模拟，钢管混凝土拱肋截面特 性取钢管与混凝土刚度直接相加，抗压刚度和抗弯 刚度参照《CECS28:90》[12]进行计算。横撑、加劲 梁、横梁及钢筋混凝土桥墩也采用空间梁单元来模 拟。吊杆和系杆采用索单元[13]来模拟。将桥道系模 拟为梁格系，桥面板通过有效宽度将其刚度分布于 纵梁和横梁上，通过集中质量把其质量分布于桥面 节点，不考虑桥面铺装刚度贡献，其重量计入桥面 板的密度中。在桥墩底部三向完全固结，桥面板两 端铰结。全桥共 446 个节点，573 个单元。空间有 限元模型见图 2。
1 钢管混凝土拱桥车振响应实测与 理论分析
1.1 调查桥梁和试验设备 对表 1 所示的八座钢管混凝土拱桥进行车振动 力响应调查，其中前七座桥均在福建省内，最后一 座在日本[8]。 按照文献[1]的划分， 钢管混凝土拱桥可分为五 类：有推力的上承式、有推力的中承式拱、无推力 的拱梁组合结构、下承式刚架系杆拱和中承式刚架 系杆拱(飞鸟式)。调查的钢管混凝土拱桥的类型可 归纳为：群益、解放、铭选、石潭溪、新西海桥为 有推力的中承式拱，新桐山、山前和安溪兰溪大桥 为下承式刚架系杆拱。这些中、下承式钢管混凝土 拱桥的桥道系均为悬吊式。 采用中国地震局哈尔滨工程力学研究所生产 的 941B 型超 低 频 测 振 仪 、 北 京 东 方 所 生 产 的 INV-16 多功能抗混滤波放大器、 National Instrument
基于劲性骨架法的下承式钢管混凝土拱桥受力分析
基于劲性骨架法的下承式钢管混凝土拱桥受力分析钢管混凝土拱桥是一种具有较高承载力和良好整体性能的桥梁结构，其基于劲性骨架法的受力分析是对桥梁结构进行设计和施工的基本要求。
劲性骨架法是一种常用的桥梁结构力学分析方法，其基本原理是将桥梁结构抽象为一个由杆件连接起来的刚性骨架，在外力作用下进行受力分析。
在钢管混凝土拱桥的受力分析中，劲性骨架法可以有效地模拟和计算各个组成部分的受力情况。
首先，需要根据设计要求和实际情况确定拱桥的结构形式和几何参数，包括拱轴线的几何形状、跨度、高度、板厚等。
然后，将拱桥的结构抽象为一个由许多杆件连接组成的刚性骨架，在外力作用下进行受力计算。
在钢管混凝土拱桥中，主要有以下几个关键受力部位需要进行分析：1.拱腹受力分析：拱腹是拱桥的主要受力构件，承担着桥梁的垂直荷载和弯矩。
通过劲性骨架法可以计算出拱腹的受力分布情况，包括弯矩、剪力和轴力。
同时，还需要对拱腹在不同加载情况下的应力和变形进行分析，以保证拱腹的承载性能和安全性。
2.竖向支座受力分析：竖向支座是拱桥与桥墩之间的连接部位，承担着拱桥的水平荷载和垂直荷载。
通过劲性骨架法可以计算出竖向支座的受力分布情况，包括水平力和垂直力。
同时，还需要对竖向支座在不同加载情况下的应力和变形进行分析，以保证其在使用寿命内的稳定性和安全性。
3.拱腿受力分析：拱腿是拱桥与桥台之间的连接部位，承担着桥梁的水平荷载和垂直荷载。
通过劲性骨架法可以计算出拱腿的受力分布情况，包括水平力和垂直力。
同时，还需要对拱腿在不同加载情况下的应力和变形进行分析，以保证其在使用寿命内的稳定性和安全性。
通过对上述关键受力部位的分析，可以得到钢管混凝土拱桥在不同加载情况下的受力情况，包括各个构件的受力大小、分布和变形情况等。
这些结果可以为钢管混凝土拱桥的设计和施工提供重要参考，并保证其在使用寿命内的安全性和承载性能。
同时，还可以通过对不同参数的敏感性分析，得到对拱桥结构性能影响较大的因素，为拱桥的优化设计提供依据。
下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方法及试验研究的开题报告
下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方法及试验研究的开题报告题目：下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方法及试验研究研究背景及意义：近年来，我国的高速公路建设发展迅速，其中大跨度钢拱桥作为一种经济实用的桥梁结构被广泛应用。
然而，由于地震等自然灾害的影响，桥梁结构必须具有较好的抗震能力，以保证人员和财产的安全。
因此，如何提高钢拱桥的抗震性能成为了当前研究的热点之一。
对于下承式刚架系杆拱桥而言，其结构形式为拱体下置于地面的支撑点处的直立杆（系杆）和桥梁主梁构成桥梁的整体结构，因此具有良好的抗震性能。
然而，当前针对该类型拱桥的抗震设计方法还不够成熟，需要进行进一步的研究与探索。
因此，本研究旨在针对下承式刚架系杆拱桥进行抗震设计方法的研究，并通过试验验证，以提高该类型桥梁的抗震性能，为工程应用提供技术支持。
研究内容及方法：1. 系杆拱桥结构特点及抗震性能分析通过对已有下承式刚架系杆拱桥的结构特点及抗震性能进行分析，为后续的研究提供基础及依据。
2. 抗震设计方案及试验方案制定和优化根据国内外相关标准和规范，结合当前工程实践，制定下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方案，以及试验方案进行优化。
3. 极限状态下的动力响应分析采用欧拉—伯努利梁弯曲理论和动力学原理对下承式刚架系杆拱桥在极限状态下的动力响应进行分析。
4. 模拟地震试验及数据处理采用模拟地震试验对下承式刚架系杆拱桥进行检测，并对试验数据进行加工和处理。
预期结果：通过对下承式刚架系杆拱桥的抗震性能进行分析和研究，形成科学、合理的抗震设计方案和试验方案，并通过试验数据进行数据分析和处理，预期得到以下研究成果：1. 下承式刚架系杆拱桥的抗震设计方法及相关设计指导，为该类型拱桥的工程应用提供技术支持。
2. 下承式刚架系杆拱桥的抗震性能评估指标，为该类型拱桥的评价提供参考依据。
3. 模拟地震试验的数据，为今后类似结构的抗震设计提供实验数据。
4. 可拓展的钢结构抗震设计理论和试验方法。
钢管混凝土拱桥的地震时程反应分析
苍建造第一座钢管混凝土拱桥以来 ，在全国各地修建了很多这种桥梁。
但这种桥梁 的很多理论研究还是较为缺乏 ．因此在地震荷载作用下 ， 钢 管混凝土拱桥 的力学特性值得探讨 。 西南地 区有 １ 座主跨 １２１ 的下承式钢管混凝土拱桥。其拱轴 系数 ３ ３ ３
２０ 年 ０６
第 １ 卷 第 １ 期 ６ ９
收稿 日期 ：０ ６ ０ — １ ２０
曲挨平 ， 张伟斌
（． １中铁十七局集团第一工程有限公司 ， 山西太原 ，３０ ２ ２湖北 省交通规划设计 院 ， 武汉 ，３ ０ １ ０ ０ １ ；． 湖北 ４０ ５ ）
式 中： ｃ Ｋ分别为结 构体 系的质量矩阵 、阻尼 矩阵和刚度矩 肘， 和
阵； ６为质点对地面的相对位移矢量 ， 为时 间 ｔ 函数 ； ｃ 为地面运动 的 占（）
加速度 。 故地震时程分析即为求 解结构 的瞬态响应。利用线性 时程分析
法， 采用振型叠加法求 解该振动方程 ， 出结构在顺桥 向、 得 横桥向 、 向 竖 地面输入下 的应力云图（ ） 略 。
５ ６ ７ ８ ９ １ ０
０７ ．３ ０５ ．７ ０４ ． ９ ０ ． ４ ０３ 、 ４ ０２ 、 ９
拱肋面外 四阶弯曲 拱肋面外五阶弯曲 主粱横向二阶弯曲 拱肋 面内对称一阶弯曲 拱肋 面内反对称弯 曲 拱 肋面 内对称弯 曲
推力 系杆拱桥． 肋水平推力主要靠主桥箱 粱的预应力作为系杆平衡 。 拱
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文章编 号：０５ ６ ３ （ ０６）９ ０ ６ — ２ １０ — ０ ３ ２０ １ — １ ５ ０
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ － Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ＣＮ Ｍ
大跨径钢管混凝土拱桥自振特性分析与动载试验
在无 外力 作用 时 ，同时不考 虑 阻尼 作用 ，结 构
作者简介 ：汤建林 （９８ ，男 ，浙江兰溪人 ，工程师 ，工程硕 士 ， １７ 一） Ｅ—ｍ ｉ ｕｋｔ＠１３ｅｍ。 ａ ：ｌ ｙ ｌ ６ ． ｌ ｃ ｊ ｏ
６
浙 江 交 通 职 业 技 术 学 院学 报
动力 分 析 的无 阻尼 方程 为 ： ［ Ｍ］ ｛｝ ＋ ［ ］ ｛｝ ＝０ ６ Ｋ ｆ ｉ （） １
土。
桥跨结构 的组成体系、各构件的刚度 、质量分布及
支 承条 件等 因素 。拱 桥 的 自振 特性 分析 对合 理地 进
行桥 跨 结构 的抗 震 设计 、抗 风 稳定 性分 析及 车振 分 析等 都 有着 重要 的意 ｙ Ｆ ¨。本 文通 过横 塘港 大桥 自
２ 动 力分 析模 型
测 自振特 性 ，测得 了桥 梁的 自振频 率 、振 型和 阻尼 比 ，并对 实桥 测 试 结果和 计算 结
果进 行 分析 比较 ，得 到横 塘 港 大桥 主桥 在 动力荷 载 下 的实 际工作 状 态 ，以此判 断该
桥 整体 结构 的安 全 承载 能 力和使 用条件 。
关键 词 ：拱桥 ；有 限元 法 ； 自振特 性 ；模 态分析
大 跨 径 钢 管 混 凝 土 拱桥 自振 特 性 分 析 与动 载 试 验
汤 建林 ，宋景 景
（ 浙江省交通运输厅工程质量 监督 局检 测中心 ，杭州 ３ １ １） １２５
摘 要 ：桥 梁结构的 自 振特性是结构动力分析和抗震分析的重要参数。本文通过建 立有 限元 模 型进行 模 态分 析和 动 载试验 ，以获得 大跨 径钢 管混 凝 土拱 桥 的计 算和 实
［］一（ ［ Ｋ ｏ Ｍ］ ＝０ ｉ （） ３
下承式钢管混凝土拱桥抗震性能振动台试验分析
下 承 式 钢 管 混 凝 土 拱 桥 抗 震 性 能 振 动 台 试 验 分 析
郭 月 哲
（ 山西 省 交 通科 学 研 究 院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要： 为掌握下承式钢管混凝 土拱桥 的动力响应规律 ， 实施 了该桥型 的振 动台试验 ， 按刚度相似关系 ， 提 出 了将模型材 料单一化
下
●一 十
字梁。吊杆间距 ６ ｍ。为加强桥面系的整体性 ， 在系杆处设加劲纵 梁。桥面板为预制钢筋混凝 土板 ， 湿接缝联结。桥 面铺装 为 １ ０ ｃ ｍ 厚的 Ｃ ３ ０防水 钢筋 混凝 土。振动 台试 验在单 向电液伺服 振动 台 上完成 。该振动台台面尺寸为 ２ ｍ× ２ ． ２ ｍ， 最大载荷 ４ ． ５ ｔ ， 最 大
还没有建立起有针对性 的抗震设计 规范 ， 且该桥型 尚未经历 大震 混凝土截面转化为纯钢截面再予 以缩尺 。截面刚度转换公式为 ：
的考验 ， 对其抗震性能的掌握大多通 过数值模 拟分析 。振 动台试
验是 了解结构抗震性 能的有效 手段 ， 介 于以上可见 有必要 通过试 验研究 掌握 钢管混凝 土拱桥 的动力特性 及抗震性能。
为矩形 断面。肋 间设一字撑 四道 ， 截面为 ０ ０ ｍｍ空心钢管 。拱
脚 间用 钢绞线作 为预应力 系杆 ， 以承担恒 载作用下 的拱脚 水平推 力 。每肋下 的系杆为 １ ２根 ， 每根为 ９束 １ ５ ． ２ ｍｍ（ ７ ５ ） 的钢绞
线。吊杆为 １ １ ０ ４ ） ５高强低 松弛钢 丝 。吊杆 横梁 为钢筋 混凝 土工
．
第３ ９卷 第 １ ４期 １ ４ ０． ２ ０ １ ３年 ５月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨⅡ ＣＴＵＲＥ
下承式拱桥不同桥面方案下稳定性及自振特性对比
下承式拱桥不同桥面方案下稳定性及自振特性对比
肖特亮;罗许国
【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(023)002
【摘要】稳定性及自振特性分析是大跨下承式拱桥桥面体系设计方案选择的重要指标之一.通过有限元分析软件MIDAS,对纵横梁桥面体系和多横梁桥面体系分别建立全桥有限元模型,对比分析了这两种桥面体系下承式拱桥的自振频率、振型特点以及在不同工况下整体稳定性.研究结果表明:在全桥用钢量一致的情况下,多横梁方案比纵横梁方案的自振频率稍大,而两者的振型特点基本一致,该桥的主要振型有弯曲振动、竖向振动和扭转振动；在成桥运营阶段,两种桥面体系下承式拱桥的整体稳定性均能满足规范要求,且多横梁体系较纵横梁体系桥梁稳定性强.
【总页数】3页(P81-83)
【作者】肖特亮;罗许国
【作者单位】湖南科技大学土木工程学院,湘潭411201;湖南科技大学土木工程学院,湘潭411201
【正文语种】中文
【中图分类】U448.36
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1.高速铁路下承式大跨度系杆拱桥无碴轨道桥面结构形式的对比研究 [J], 叶梅新;周德;陈佳
2.LNG冷剂离心压缩机不同选型方案的稳定性对比分析 [J], 赵志玲;王玉旌;王宏;那淼
3.不同内固定方案治疗老年不稳定性股骨粗隆间骨折临床对比 [J], 范斌
4.中承式钢箱提篮拱桥在不同软件分析下的结果对比 [J], 胡良红;黄飞鸿;刘信
5.大跨度CFST拱桥大型拱肋节段不同翻身方案对比分析 [J], 肖益新
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承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析
基于MIDAS的上承式钢筋混凝土拱桥自振特性分析吴志隆1110305005 桥梁与隧道工程摘要：本文结合某公路上承式钢筋砼拱桥工程实例，基于大型通用有限元软件MIDAS 建立拱桥有限元空间模型，对上承钢筋砼拱桥自振特性进行分析并研究钢筋砼拱桥自振特性的一般规律及影响因素。
关键词：上承式钢筋砼拱桥自振特性 MIDASAbstract :This paper combines one up-through reinforced concrete arch bridge，based on the general finite element software of MIDAS/Civil establish the arch finite element space model. Analysis the reinforced concrete arch bridge vibration characteristics and study the reinforced concrete arch bridge vibration characteristics of the general rules and factors.Key words: up-through reinforced concrete arch bridge vibration characteristics MIDAS1引言拱桥结构造型优美、承载能力大、稳定性好、跨越能力较大，在我国公路桥梁建设中得到了广泛的应用，是我国公路桥梁的一种主要形式。
现今对拱桥的静力特性已经有很多的研究，研究涉及稳定、极限承载能力、砼收缩徐变、加固维修等领域，但与其它桥型一样，地震、风振、车振等动力问题也是钢筋砼拱桥的研究热点。
桥梁结构自振特性是桥梁结构动力分析的基本资料，无论是地震响应分析还是车桥耦合振动分析，均须对结构的自振特性有深入的了解。
本文结合某公路上承式钢筋砼拱桥，基于大型通用有限元软件MIDAS建立拱桥有限元模型，对钢筋砼拱桥自振特性进行分析，研究钢筋砼拱桥自振特性的一般规律及影响因素。
下承式钢管混凝土拱桥地震响应分析
下承式钢管混凝土拱桥地震响应分析下承式钢管混凝土拱桥地震响应分析1. 引言地震是一种常见的自然灾害，对人类的生命和财产造成了巨大的破坏。
在建设桥梁时，为了确保桥梁在地震发生时具有足够的抗震能力，钢管混凝土拱桥这种具有较高抗震性能的结构形式应运而生。
本文将对下承式钢管混凝土拱桥在地震中的响应进行分析。
2. 下承式钢管混凝土拱桥结构特点下承式钢管混凝土拱桥是一种利用钢管与混凝土相结合形成的桥梁结构，具有以下特点：2.1 钢管拱作为主体承载结构能够提供很好的受力性能，能够吸收大部分的地震作用力；2.2 混凝土填充钢管能够增强拱桥的整体刚度，提高抗震能力；2.3 拱的几何形状能够分散地震作用力并减小与桥梁之间的接触面积，降低地震对桥梁的影响。
3. 地震动分析地震动是地震时地面上所产生的振动波动，对于拱桥的抗震设计，必须对地震动进行分析。
常用的地震动分析方法有基于经验公式的地震动响应谱法和有限元法。
3.1 地震动响应谱法：通过对地震动的频谱特性进行分析，得出不同频率下的加速度、速度和位移等结果，用于拱桥的抗震设计；3.2 有限元法：将拱桥结构离散化为若干个小单元，分别求解单元的动力学特性，进而得到整个拱桥的动力学响应。
4. 下承式钢管混凝土拱桥地震响应分析4.1 模型建立：根据实际情况，确定下承式钢管混凝土拱桥的几何形状、材料性质与参数，并进行合理的离散化处理；4.2 荷载分析：根据地震动与桥梁相互作用的原理，对拱桥施加地震动加载，并考虑桥梁自重、交通荷载等额外荷载的作用；4.3 动力学分析：利用有限元软件对拱桥进行动力学分析，得出桥梁在地震加载下的动力响应结果，包括加速度、速度、位移等。
5. 结果与讨论通过动力学分析，得到下承式钢管混凝土拱桥在地震中的响应结果，可以对桥梁在不同地震动作用下的抗震性能进行评估。
通过对比分析不同参数下的结果，可以找到最优设计方案，并对拱桥进行相应的改进和加固，提高抗震能力。
郑州黄河大桥主桥自振特性分析
收稿日期:2003-03-18;修订日期:2003-06-21 基金项目:河南省自然科学基金资助项目 作者简介:孙增寿(1963-),男,河南三门峡人,副教授,主要从事结构工程抗震方面的研究。
文章编号:100726069(2003)0320129205郑州黄河大桥主桥自振特性分析孙增寿,孙 征,陈 淮(郑州大学土木工程学院,河南郑州450002)摘要:以京珠高速公路郑州黄河大桥主桥为研究对象,采用ANSYS 有限元程序,建立了下承式钢管混凝土系杆拱桥的空间力学计算模型,利用子空间迭代法计算了该桥梁结构的自振周期和振型,对桥梁的模态特性进行了分析,计算结果可为该桥的设计、施工以及使用阶段的健康检测和维护提供技术参数和依据。
关键词:下承式钢管混凝土拱桥;有限元法;自振周期;振型中图分类号:P315.6 文献标识码:ADynamic analysis of the Yellow River main bridge in ZhengzhouSUN Zeng 2shou ,SUN Zheng ,CHEN Huai(School of Civil Engineering ,Zhengzhou University ,Zhengzhou 450002,China )Abstract :In this paper dynamic behaviour of the Yellow River main bridge in Zhengzhou section of Jingzhu ex 2pressway is studied.The finite element analysis software ANSYS is adopted to set up a three 2dimensional finite element model of a CF T arch bridge of the main bridge.The natural periods and modes of the CF T arch bridge are calculated by using the subspace iteration method.Meanwhile its modal characteristics are analyzed.The cal 2culating results can offer the related technical parameters and basic data for the design certification ,construc 2tion ,health detection and maintenance in working conditions.K ey w ords :through concrete -filled steel -tabular arch bridge ;finite element method ;natural period ;mode 1 概述桥梁结构的自振特性对正确进行桥梁的抗震设计、健康检测和维护具有十分重要的意义,它包括桥梁的自振频率与主振型,是进行结构动力分析和抗震设计的重要参数,也是使用阶段判别桥梁是否存在损伤的基本依据,在桥梁检定和验收规范中对桥梁的竖向和横向自振频率的限值均有一定的规定。
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拱桥进行 了 自振特性分析 。文章通过变换拱桥 的矢 跨 比和横撑 形式 ， 来讨论 了它们 对结构 自振 特性 的 影响 。分析发 现该 拱桥的振动主要有拱肋 的面外横 向振 动 、 桥跨 结构 整体竖 向振动 和桥跨 结构扭 转振
动； 矢跨 比对拱桥结构 自振 频率影响 比较小 ；Ｋ 形 、米” 形与 “ 字形横撑 比较 ， “” “ 字 一” 拱桥结 构横 向刚度
Ｌ Ｕ ｏ ｄ ｎ Ｉ Ｂ — ０ ｇ ，ＺＨＡＮＧ ａ ｚ ｏ ｇ Ｇｕ ｎ．ｈ ｎ ２
（． ａｇｉ ｏａｏａ ＆ Ｔｃｎ ａ Ｃ ｌｇ ，Ｙ ｉ ，Ｓａ ｎｉ １１０ ｈ ａ １ Ｙ ｎｌｇＶｃ ｉ ｌ ｅｈｉ ｌ ｏｅｅ ａ ｎ ｎ ｔｎ ｃ ｌ ｇ ｈａｘ ２ ０ ，Ｃ ｉ ； ７ ｎ
收 稿 日期 ：０ １０一ｌ ２１．４Ｏ 修 稿 日期 ：０ １ ５３ ２ １— —０ ０
１ 有限元计算理论和方法
桥梁结构动力分析中最基本的问题是计算结构
的自振频率和振型 ， 它是计算桥梁结构动力响应 的
基础 。
作者简介 ： 刘伯栋（９２ ）男与抗震 研究。
２ Ｈ ’ ｉｈＡｃｉｃｒｌ ｎｉ ｅｎ ｒ ｐ Ｃｍ ａｙ，Ｌｏａｇ，Ｈ ’ ７００ ｈ ） ． ｅ 船ｎＳ ｔ ｒ ｔ ｔ ａ Ｅ ｇｎ ｒ ｇＧｏ ｏ ｐ ｎ ｘ ｈｅ ｕ ｅｉ ｕ ｕｙ ｎ ｅ Ｍｎ４ １０ ，Ｃ ｉ ａ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｏｄ ｒｔ ｏ ｔ ｚ ｈ ｏ ｃ ｅｅ ｆ ｌｄ ｓｅ ｌｔ ｂ ｒ ｈ ｂ ｄ ｅ ｈ ｅ ｅ ａ ｎｔ ｌｍｅ ｔｓ ｆ ａｅ Ａ ＹＳ ｉ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｐｉ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｒｔ— ｌ ｔｅ ｕ ｅ ａ ｃ ｒ ｇ ．ｔｅ ｇ ｎ ｒｌｆ ｉ ｅｅ ｎ ｏｔ ｒ ＮＳ ｓ ｏ ｍｉ ｉ ｅ ｉ ｉ ｅ ｗ
ｕ ｅ ｏ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅｆｖｂ ａｉｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｎ ｅ －ｕ ｐ ｒｅ ｏ ｃｅｅ ｆｌ ｄ ｓｅ ｌ ｔｂｅ ｒｃ ｒｄ ｅ． Ｔ ｒ ｕ ｈ ｓ ｄ ｔ ｎ ｌｚ ｈｅ ｓ ｌ ｉ ｒｔｏ ｈ ｒ ｃｅ ｔ ｆ ａ ｕ ｄ ｒｓ ｐ ｏ ｄ ｃ ｎ ｒｔ — ｌ ｔｅ ｕ ａ ｈ ｂ ｇ － ｉ ｃ ｔ ｉ ｅ ｉ ｈ ｇ ｏ ｔａ ｓｏ ｍｉ ｇ ｔｅ ｒｓ —ｐ ａ ｉｓ ｏ ｅ ａｃ ｒｄ ｅａ ｏｍｓｏ ｏ ｚ ｎ ａ ｕ ｐ ｒ，ｔ ｅｒｉｆｕ ｎ ｅ ｏ ｅ － ｉｒ ｔ ｎ ｃ ａ — ｒ ｆｒ ｎ ｅ ｓ ａ ｒ ｔ ｆｔ ｒｈ ｂ ｇ ｎｄ ｆｒ ｆｈ ｒ ｏ ｔ ｓ ｐ ｏ ｎ ｈ ｉ ｎ ｏ ｈ ｉ ｉ ｌ ｔ ｈ ｉ ｎ ｅ ｃ ｎ ｓ ｌ ｖｂ ａｉ ｈ ｒ ｌ ｆ ｏ
２ 实例分析
２ １ 桥 梁概 述 ．
本桥结 构形 式 为 Ｌ ＝８ ｐ ０ｍ下 承式 钢 管 混 凝 土 简支 系杆拱 桥 Ｌ ， 图 １ 桥 立 面 图 。拱 肋 的理 论 ３见 ｊ 全
即令［ ］＝０并取［ ｃ ， Ｆ］＝Ｏ运用达朗贝尔原理 ， ； 可 得到 钢管 混凝 土拱桥 的无 阻尼 自由振 动方 程
图 １ 全 桥 立 面 图
该 桥为 下承 式钢 管混凝 土 简支 系杆 拱桥 ， 拱肋 、 纵梁和 端横梁 三 者 在拱 脚 处 固结 ， 整个 上 部 结 构作 用于整 体 简 支 桥 墩 上 。该 桥 梁 的主 要 结 构 构 件 如
下：
１１ １ ３１Ｏ
（ ） 面板 ： 面板 采 用 整 体 桥 面 板 ， 厚 ２ ４ 桥 桥 板 ５
ｉ ｍ ｓ ｔ ａ ｓｆ ｅｓ Ｔ ｅ ｆｒ， ｎｔｅｄｓ ｆ ｏｃ ｔ ｓ ｃ ｒｓ ｈ ｏ ｚｎａ ｗｔ “ ”ｆ ｄ“ ”ｆ ｎ ａｅｉ ｌ ｅ ｌｔｆ ｓ． ｈｒ ｏｅ ｉ ｈ ｅｉ ｏ ｃｎｒ ｅ ｔ ｔ ｅ，ｔ ｈｒ ｏｔ ｉ Ｋ ｏ ａ 米 ｏ ｅ ｎ ａ ｒ ｉｎ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ ｕ ｕ ｅ ｉ ｌ ｈ ｍ ｒ ｎ 咖
下 承 式 钢 管 混 凝 土 拱 桥 自振 特 性 研 究
刘伯栋 张观众２ ，
（． １杨凌职业技术学 院 ， 陕西 杨凌 ７２０ ； ． １１０ ２ 河南六建建筑集 团公 司 ， 河南 洛 阳 ４ １０ ） ７００
摘
要 ： 了对钢管混凝 土拱 桥进行结构优化 ， 用有限元通用 软件 Ａ Ｓ Ｓ 对一座 下承式钢管 混凝土 为 利 ＮＹ，
系 、 础 间的作 用 以及 阻尼 等 因素 的影 响暂 不考 虑 ， 基
高， 求解该方程较为困难 。 对于这种大型结构 ， 通常
是前 几 阶 自振频 率和 相应振 型对结 构 的位移 和 内力 起着 控制作 用 ， 因此 ， 只需求 得对 结构起 控 制作用 的 前几 阶振 动频率 和相 应振 型进行 分析研 究 ＿ ５。 ５ ｊ
ａ ｔｒ ｔ ｓｉ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｅａｌ ｔ ｓｆｕ ｄ ｆ ｍ ｎ ｙ ｅ ａ ｅｖｂ ａｉ ｓｏ ｅａ ｃ ｒ ｉ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒｅｖ ｂ ａｉｎ ｃｅ ｉ ｉ ｓ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｄ ｔ ｉ．Ｉ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ａ ｓ ｓｔ ｔ ｈ ｉｒ ｔ ｎ ｆ ｒ ｈ ａ ｅｍａｎ ｔ ｒ ｓ ｅｓ ｉｒ ｏ ｓｃ ｏ ｌ ｈ ｔ ｏ ｈ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｔｉｅ ｔ ｅ ｐａ ｅ ｏ ｂ ，ｔ ｅ ｖ ｒ ｃ ｉ ｒｔ ｎ ｏ ｈ ｈ ｌ ｂ ｄ ｅ ｓｒ ｃ ｒ ｄ ｔ ｅ ｔｒｉ ａ ｉ ｒｔ ｎ ｏ ｅ ｂ ｄ ｅ ｕ ｓ ｌ ｆ ｒ ｓ ｈ ｅ ｔ ａ ｖｂ ａｉ ｆ ｔ ｅ ｗ ｏｅ ｒ ｇ ｔ ｔ ｅ ａ ｈ ｏ ｏ ｌ ｖｂ ａｉ ｆ ｔ ｒ ｇ ｄ ｈ ｎ ｉ ｉｌ ｏ ｉ ｕ ｕ ｎ ｓ ｎ ｏ ｈ ｉ
水利 与建筑工程学报
一
第 ９卷
般 的结 构 固有振 动方 程为 ［ Ｊ
ｇ为频率。 Ｏ 由于混凝土拱桥的结构复杂 ， 自由度
数 目庞 大 ， 因此得 到 的 整个 结 构 的 动力 方 程 阶 数较
［ ］ ｝ Ｃ ｛ ＋［ ［ ｛ ＋［ ］ ｝ Ｋ］ ］＝ ［ ］ Ｆ 式 中： 为结构刚度矩阵 ；肘］ ［ ］ ［ 为结构质量矩 阵； ［］ ｃ 为结构阻尼矩阵； ｝ ｛ 为加速度矩阵 ； ｝ ｛ 为速 度 矩 阵 ； 为 位移矩 阵 ；，］ 荷载矩 阵 。 ［ ］ ［ 为 因此在进行结构动力分析时 ， 除建立刚度矩阵 外， 还需要建立结构的质量矩阵和阻尼矩阵， 在求结 构 的 自振特 性时 ， 常忽 略 阻尼 的影 响 。 混凝 土拱 桥 对 进行动力分析通常采用有限元法 ， 在建立有 限元模 型时 ， 要 考 虑拱 圈 和 吊杆 问 的 相 互 作 用 ， 桥 面 主 对
２ ２ 空间有 限元模 型 的建立 ．
下 承式 钢 管混 凝 土拱 桥 ， 圈与桥 面构 件一 起 拱
大 幅度增加 。因此在钢管混凝土结构设计 中可 以采用“ ” 、米” Ｋ 形 “ 字形横撑来增加拱肋横 向刚度 。 关键 词 ： 下承式钢管混凝 土拱 桥 ； 自振特性 ； 矢跨 比； 撑 横
中 图 分 类 号 ： ４ １３ Ｕ ４ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７— １４ （０ １Ｏ一１ ３—０ ６２ １４２ １） ４＿ １３ ５ Ｄ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅｆｖ ｂ ａ ｉｎ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉｓｏ ｄ ｒ ｓ ｐ ｏ ｔｄ ｔ ｄ ｎ Ｓ ｌ－ ｉ ｒ ｔ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｆＵｎ ｅ －ｕ ｐ ｒｅ ｏ ｔ
Ｃｏ ｃ ｅｅ ｆｌ ｄ Ｓ ｅ ｌＴｕ ｅ Ａｒ ｈ ｉ ｇ ｎ ｒ ｔ－ ｌ ｔ ｅ ｂ ｃ Ｂｒｄ ｅ ｉ ｅ
拱 桥 的 自振特 性 、 振 响应 和地 震 响应 进 行 了系 统 车
地分析研究 ， 进行现场实测 ， 并 对两 者结果进行 对 比， 较为全面的分析了钢管混凝土拱桥的动力特性 。
范 立础 计 算 分析 了深 圳北 站大 桥下 承式 钢 管混凝 ２ 土 刚架 系杆 拱桥 自振 特性 。四川 大学 熊峰 博士 ［通 ３ ］
ｓ ｎ ，ａ ｄ ｔｅ ｓ ａ ａｉ ｆｔ ｅｂｒ ｇ ｔｕ ｔｒ ｓ ｒｌｔｖ ｌ ｍａｌｏ ｈ ｉ ｒｔｏ ｅ ｕｅ ｃ ｐａ ｎ ｐ ｎ ｒ ｔ ｏ ｉ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｅａｉｅｙ ｓ ｌ ｎ ｔ ｅ ｖｂ ａｉｎ ｆ ｑ ｎ ｙ．Ｗｈ ｌ ｒ ｕ ｈ ｃ ｍｐ ｒ ｇ ｈ ｏ ｈ ｄ ｒ ｉ ｔ ｏ ｇ ｏ ａｉ ｅｈ ｎ
ｔｏ；ｈｏ ｉｏ ｔ ｕ ｐ ｒ ｉ ｒｚ ｎ ａｌｓ ｐ ｏ ｔ
桥 梁结构 的动力学 特 性 主要 包 括桥跨 结 构 的 自 振频 率 、 型 、 尼 比以及 在地震 、 振 阻 车辆 、 风等 动荷 载 作用 下 的动 力 响 应 等 。最 近 ２ 来 我 国 的 科 研 工 ０ａ 作 者 对钢 管混 凝 土 的结 构 理论 开展 了广 泛而 深入 的
“ ”ｆ ｍ ａｄ“ ”ｆ ｉ 一 ”ｆ ｆ ｏ ｚｎ ｌ ｕ ｐ￣ ｔｓ ｕ ｄｔ ｔ ｅａ ｈｂ ｄｅｗ ｕｄｈｖ ｇｉｃ ｔ Ｋ ｏ ｎ 米 ｏ ｗｔ ｒ ｍ ｒ ｈ“ ｏ ｏ ｈｒ ｏｔ ｐ ｏ ，ｉｉ ｆ ｎ ａ ｔ ｃ ｒ ｇ ｏｌ ａｅａｓ ｎ ａ ｍ ｒ ｉ ａｓ ｏ ｈ ｒ ｈ ｉ ｉ ｆｎ ｉ
第 ９卷第 ４期
２０ １１年 ８月
水 利 与建 筑工 程学 报
ｏ ｒ ａ ｆＷａｅ ｅ ｏ ｒｅ ｎ ｃ ｉ ｃ ｒ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ ｕ ｎ ｌｏ ｔｒＲ ｓ ｕｃ ｓａ ｄ Ａｒｈ ｔ ｔ ａ ｉ ｅ ｒ ｅ ｕ Ｅｎ ｎ