钢管混凝土提篮拱桥动力特性分析钢管混凝土提篮拱桥动力特性分析 摘要：本文采纳大型有限元程序建立了一座钢管混凝土提篮拱桥的空间有限元模型，对该桥的动力特性进行了计算，并详细分析了该桥产生各振型特点的原因，为同类型桥梁的优化设计、健康检测及维修提供一定的参考。 关键词：钢管混凝土提篮拱桥；动力特性；自振频率；振型 中文图书分类号：448.22 文献标识码：A 钢管混凝土提篮拱桥以其轻质高强、稳定性好、施工快捷、造型美观等独特优点，近十几年来，在我国公路和城市桥梁建设中得到了迅速进展。然而，在其向着大跨、轻型、柔性化方向的不断迈进中，桥梁结构的动力性能也越来越受到关注。 桥梁结构的动力特性是其动力性能分析的重要参数，包括自振频率、振型及阻尼比等，反映了桥梁的刚度指标。它取决于结构的组成体系、刚度、质量分布以及支承条件等，对于正确地进行桥梁的抗震设计、车振分析及抗风稳定性分析等都有着重要的意义[1]。 本文在收集动力特性分析资料的基础上，借助空间有限元程序计算、分析了一座钢管混凝土提篮拱桥的动力特性，对深化认识钢管混凝土提篮拱桥的动力性能有一定的参考价值。 1 工程背景 花周大桥位于广西重点高速公路工程----南宁(坛洛)至百色高速公路隆安互通式立交连接线上，全长 341.2 m，主桥为 2 孔净跨123 m 的钢管砼中承式提篮拱桥。主拱采纳两条分离的单管式拱肋，矢跨比 1/3.95，两拱肋在竖直面内向桥轴线侧倾 10°形成提篮式。拱肋采纳 1 根 φ1580 mm 钢管，钢管壁厚拱顶 δ=24 mm、拱脚δ=26 mm，弦管内灌 C50 微胀砼。每跨两拱肋之间设 12 道横撑，如图 1 所示，横撑规格依次如下：1 号、3 号主管 φ1000mm×16mm、撑管 φ820mm×14mm；4 号、5 号主管 φ920m×16mm、撑管φ720mm×14mm；2 号 φ820mm×14mm；6 号 φ720mm×14mm。1 号横撑主管内灌 C50 微胀砼,其余横撑均为空钢管结构。所有拱肋和横撑均采纳 Q345c 直缝焊接管。吊杆系统采纳纵向双吊杆形式，吊杆为高强钢丝束成品索，吊点间距 7.3m。主桥桥面系为整体漂移体系，桥面净宽 15.5m，桥面横梁采纳“工”字钢梁，钢横梁间设两道定位钢纵梁。桥梁设计荷载为公路 I 级。 图 1 花周大桥主跨拱肋横撑布置图 2 计算方法 对于一般多自由度体系结构，其无阻尼自由振动方程可表示为[2]： （1） 其中，[M ]是质量矩阵，[K ]是刚度矩阵，和分别是位移和加速度列向量。式(1)...
