高墩大跨连续刚构桥结构自振特性分析.pdfVIP

·76 ·　　　　　　　　　　　　　　　　　林业建设 2009年 高墩大跨连续刚构桥结构自振特性分析 汪秀根 (国家林业局昆明勘察设计院 ,云南昆明 650225) 摘要 : 以小湾水电站水库淹没而复建的漭街渡连续刚构桥主桥为工程背景 ,利用大型通用有限元分析软件 AN SYS,建立 了有限元分析模型 ,分析了高墩大跨连续刚构桥主桥结构自振特性 ,其研究结果可供类似工程参考借鉴 。 关键词 :连续刚构桥 ;有限元分析 ;结构自振特性 1　工程简介 用的能够反映结构的力学性能和构造特点的计算模 小湾水电站水库淹没而复建的漭街渡连续刚构 式 。因此 ,正确建立结构动力计算模型是进行地震 特大桥 ,其特点是大跨 、深水 、超高墩 、窄桥 ,桥跨布 反应分析的首要前提 。根据大桥的结构设计特点 , 置为 3 ×50 + 116 + 220 + 116 + 4 ×50m ,墩高 168m , 只对大跨度刚构主桥进行抗震计算分析 ,为了便于 主梁宽仅 8m 。小湾电站大坝建成蓄水后 ,大桥的两 比较分析 ,对该桥段建立了三个计算模型 。具体模 个主墩将有 140 米左右淹没在库水中 ,为了平衡墩 型见图 1和图 2 ,模型 A 为不考虑桩 - 土相互作用 体受力 ,桥墩内部也将充满水 。因此在结构 自振特 和库水作用 ,模型 B 为考虑桩 - 土相互作用但不考 性分析时 ,除了考虑桩 - 土相互作用 、桥墩周围的库 虑库水作用 ,模型 C 为考虑桩 - 土相互作用且考虑 水作用外 ,还要考虑墩体内的水作用 。 库水作用 。 2　结构计算模型 主桥计算模型如下图所示 。 结构计算模型是进行结构静 、动力分析时所采 　　　　　　　　　图 1　计算模型 A 图 2　计算模型 B、C 　　大桥几何模型采用 B EAM 188 三维线性有限应 的影响 。 变梁单元创建 。梁单元控制截面均按照一般构造图 桥墩底部与承台完全固结 ,主梁与交界墩耦合 提供的截面尺寸建立 。模型包括主跨箱梁 、主墩 、承 竖向及横桥向的位移 , 同时约束主桥纵向位移 ; 引桥 台以及交界墩 。考虑了墩体与水的耦合效应对结构 对主桥的贡献通过采用弹簧单元模拟支座与梁体的 收稿 日期 : 2009 - 02 - 2 1 第 2 期 汪秀根 :高墩大跨连续刚构桥结构自振特性分析 ·77 · 约束关系来约束主桥纵向而实现 ;墩梁固结部分采 恒载为沿顺桥向 28. 6kN /m ,采用 MA SS2 1质量单元 用刚性梁单元进行连接 。 模拟 。 2. 1　库水作用及二期恒载模拟 2. 2　桩基模拟 在模型当中 ,库水的作用效果 、二期恒载的作用 桩基的结构计算模式根据桩基础理论按等效刚 分别按照以下方式考虑 。 度代换原则 ,模拟地基对桩的水平抗力和垂直抗力 ( ) 1 库水的动力作用主要表现在两个方面 : 一 的作用 。从群桩中取出单根桩来分析 ,根据刚度等 是桥墩外围的库水对于震动中的桥墩所产生的作用 效的原则把土的水平抗力的作用用弹簧来模拟 ,在 将表现为惯性