桥梁结构动力特性的有限元分析与试验研究

固有频率、振型等是反映结构动力特性的模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。本文以西基桥为例,基于ANSYS平台建立了该连续刚构桥梁的有限元计算模型,并对其进行模态分析,得出了相关模态参数。在此基础上结合自由振动和环境随机振动测试结果,对该桥的自振特性进行了分析。结论可为同类型桥梁的动力特性分析提供参考。     

桥墩形式对连续刚构桥动力特性的影响

以西禹高速公路杏沟连续刚构桥为研究对象,采用ANSYS有限元程序,并考虑边跨支座处的弹性约束作用,建立了该连续刚构桥动力计算的整体空间有限元计算模型,探讨了连续刚构桥采用钢筋混凝土四柱式桥墩、双薄壁空心墩、单薄壁空心墩及独柱实心墩时的动力性能。计算结果表明:4类桥梁自振频率依次增大,四柱式桥墩和双薄壁空心墩的桥梁振动以桥墩弯曲为主,单薄壁空心墩和独柱实心墩的桥梁振动以桥面弯曲为主;在不同地震波作用下,由于地震波的卓越周期以及结构自振特性等不尽相同,4类结构的动力反应也不尽相同。     

双薄壁墩连续刚构桥地震反应影响参数分析

为探讨双薄壁墩几何参数对矮墩连续刚构桥地震反应的影响,以某(60+100+60)m连续刚构桥(墩高15m)为依托,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,采用反应谱法及非线性时程反应法,分析双薄壁墩壁厚和双肢中心距对该桥动力特性和地震反应的影响规律。结果表明:双薄壁墩的壁厚和双肢中心距对连续刚构桥的各阶振型基本没有影响;桥梁1~5阶自振频率随壁厚的增加逐渐增大,2~5阶自振频率随双肢中心距的增加逐渐增大;随着壁厚增大,桥墩控制截面内力显著增大,双肢中心距对桥墩内力影响较小;墩顶、墩底截面的塑性转角和墩顶纵向位移随壁厚的增加明显减小,双肢中心距对截面塑性转角和墩顶纵向位移的影响很小。     

城市轻轨连续刚构桥动力特性分析

自振频率、振型等是反映桥梁结构动力特性的模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据。以某轻轨连续刚构为例,采用大型桥梁专业分析软件MIDAS建立该桥的有限元计算模型,对其进行模态分析,得出相关模态参数,其计算结果可供桥梁设计和成桥检测时参考。     

斜拉-连续协作体系桥梁的静动力特性研究

主跨采用斜拉桥体系,边跨采用连续结构的斜拉-连续协作体系桥梁近年来在中国得以推广应用。该文以某实际工程为依托,采用Midas/Civil软件建立结构有限元模型,对该桥进行静力、动力特性分析,得到该体系桥梁的内力、变形、自振频率及振型结果。研究结果表明:斜拉-连续协作体系桥梁是一种介于柔性与刚性之间的桥梁,其弯矩分布类似连续刚构桥,跨中正弯矩仅为支点负弯矩的9%,主跨变形类似斜拉桥,主梁面内稳定性超出斜拉桥最小安全度49.2%。该桥1阶振型周期仅为等跨径斜拉桥的55%,其自振振型存在相邻频率接近,模态较为密集的特点。     

高墩桥梁纵桥向减震设计方法研究

运用有限元软件SAP2000,对等墩高、对称和非对称三种高墩某连续刚构桥纵桥向进行不同地震强度水平非线性时程分析,得到各模型纵桥向线性地震反应规律。通过对比三种模型可知,等墩高模型各墩纵桥向基本为一致振动,地震力分配模式最优,对称模型和非对称模型由于墩高相差较大,各墩振动不一致,故各墩地震力分配相差较大。为使各墩振动趋于一致,使各墩质量、刚度趋于平衡,采用活动盆式支座加钢悬臂梁弹塑性阻尼器的方法来调整对称模型和非对称模型各墩刚度,利用一系列的设计流程达到高墩桥梁减震设计的目的。     

石佛沟特大桥抗震特性探讨

以石佛沟特大桥8联3×50 m先简支后结构连续预应力混凝土T梁为研究对象,采取有限元对其进行抗震特性计算。选取墩高较高的3联建立了空间有限元模型,按照两个阶段分别进行了自振特性、反应谱分析和时程分析。计算结果表明:该桥纵向刚度和横向刚度较柔,桥梁振动以纵向和横向振动为主,且第一阶模态为纵向振动;12#墩(过渡墩)墩底截面受力最为不利,可作为全桥抗震设计的控制截面。     

矮墩连续刚构桥的承载能力评定

桥梁荷载试验是评定桥梁承载能力最直接的一种方法,文章以一矮墩连续刚构桥为例,详细介绍了连续刚构桥静动载试验内容及相关承载能力评定结果,分析表明该桥在设计荷载作用下,结构处于线弹性范围,其承载能力满足相关要求。研究方法可为矮墩连续刚构桥的承载能力评定提供参考,其研究结果也可丰富连续刚构桥的数据库资料。     

Y型墩连续刚构桥的设计

南京市六合区冶浦桥为25 m+40 m+25 m预应力混凝土Y型墩连续刚构桥,该文以该桥为例介绍了Y型墩连续刚构桥的设计,并总结了Y型墩连续刚构桥梁的结构特点和施工方案。     

大跨单肢矮墩连续刚构桥设计

连续刚构桥外形尺寸小,桥下净空大,福州市新建金山大桥主桥采用主跨110m变高度预应力混凝土连续刚构桥,主桥根部梁高5.2m,桥墩采用墩高9.57m的单肢实心墩,介绍了大桥的设计参数、施工方案、计算方法等,对主墩及主墩基础设计进行深度分析,该桥设计合理,为类似桥梁的设计提供一定的参考。