中小跨径公路坡桥车载响应分析

发布时间：2020-02-08 22:41

【摘要】：坡桥发生破坏的现象较一般普通桥梁严重,以20m简支空心板和4×25m连续小箱梁桥为对象开展了中小跨径公路坡桥动力特性及车载响应研究。首先建立了有限元分析模型,研究了简支梁桥、连续梁桥在不同支座布置及不同坡度下的自振特性;其次依据现行设计规范,分析了两种坡桥下的冲击系数随坡度的变化规律,最后基于车桥耦合振动原理,在挠度、弯矩时程曲线的基础上,给出了不同坡度下连续梁桥的冲击系数并与规范值进行对比研究。结果表明,坡桥振型与相应普通桥梁相同,支座的布置方式对桥梁的频率有一定影响,当支座水平方向设置时坡桥频率比相应普通桥梁的小,当支座垂直主梁方向设置时坡桥基频与相应普通桥梁相同;坡度对基于规范法计算的桥梁冲击系数影响很小,但车—桥耦合振动下坡度对连续梁桥冲击系数的影响较大。
【图文】：

简支空心板,桥梁,支座,坡桥

２０１５年第１２期杨敏邢福伟：中小跨径公路坡桥车载响应分析单位：ｍｍ图１简支空心板桥梁横断面另一端支座约束Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ；（４）模式四为在桥梁低端支座约束Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ，另一端支座约束Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ。这４种模式示意如图２所示。对于桥梁支座垂直主梁方向设置时也采用以上４种模式的约束方式。图２支座水平方向设置时４种支座约束示意２．２连续梁为了研究连续梁坡桥的自振特性，选取４×２５ｍ的单向纵坡连续梁为研究对象，其桥梁宽度为１９．５ｍ，桥梁主梁采用Ｃ５０混凝土，其箱梁桥梁梁高１４０ｃｍ，其横截面如图３所示。采用梁格系进行上部结构建模，在桥梁模型中间处支座约束为Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ，其余处支座约束为Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ。这里，仍讨论两种支座设置方向对桥梁频率的影响：（１）支座水平方向设置；（２）支座垂直主梁方向设置，其支座布置示意如图４所示。３坡桥梁自振特性分析３．１简支梁坡桥坡度的影响分析分别建立０～６％等７个坡度简支空心板桥的空间梁格模型（图５），得到支座水平方向设置下桥梁结构前六阶频率及前六阶振型图，如图６所示及表１所示。由图６及表１可以得出如下结论。（１）随着桥梁纵坡坡度的不断增大，桥梁前六阶单位：ｍｍ图３连续箱梁桥立面示意振动形式并未随坡度增大而发生变化，即桥梁的振型在竖向平面内主要为垂直主梁方

支座,水平方向,坡桥,桥梁

２０１５年第１２期杨敏邢福伟：中小跨径公路坡桥车载响应分析单位：ｍｍ图１简支空心板桥梁横断面另一端支座约束Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ；（４）模式四为在桥梁低端支座约束Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ，另一端支座约束Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ。这４种模式示意如图２所示。对于桥梁支座垂直主梁方向设置时也采用以上４种模式的约束方式。图２支座水平方向设置时４种支座约束示意２．２连续梁为了研究连续梁坡桥的自振特性，选取４×２５ｍ的单向纵坡连续梁为研究对象，其桥梁宽度为１９．５ｍ，桥梁主梁采用Ｃ５０混凝土，其箱梁桥梁梁高１４０ｃｍ，其横截面如图３所示。采用梁格系进行上部结构建模，在桥梁模型中间处支座约束为Ｄｘ、Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ，其余处支座约束为Ｄｙ、Ｄｚ、Ｒｘ、Ｒｚ。这里，，仍讨论两种支座设置方向对桥梁频率的影响：（１）支座水平方向设置；（２）支座垂直主梁方向设置，其支座布置示意如图４所示。３坡桥梁自振特性分析３．１简支梁坡桥坡度的影响分析分别建立０～６％等７个坡度简支空心板桥的空间梁格模型（图５），得到支座水平方向设置下桥梁结构前六阶频率及前六阶振型图，如图６所示及表１所示。由图６及表１可以得出如下结论。（１）随着桥梁纵坡坡度的不断增大，桥梁前六阶单位：ｍｍ图３连续箱梁桥立面示意振动形式并未随坡度增大而发生变化，即桥梁的振型在竖向平面内主要为垂直主梁方

【参考文献】