大跨径斜拉悬索协作体系桥动力分析.pdfVIP

第19卷第4期 　 计 算 力 学 学 报 　 V o l. 19, N o. 4 2002 年 11 月 Ch in ese Journa l of Com puta t iona l M echan ic s N ovem b er 2002 文章编号:(2002) 大跨径斜拉 悬索协作体系桥动力分析 1 2 2 曾　攀 , 钟铁毅 , 闫贵平 ( 1. 广州市中心区交通建设公司, 广州 510030; 2 北方交通大学 土建学院 北京 100044) 摘　要: 斜拉 悬索协作体系桥作为一种新的超大跨径桥型, 综合了悬索桥和斜拉桥的特点, 国内外对这种桥型 的研究尚少。本文根据空间有限元计算模型, 对伶仃东航道斜拉 悬索协作体系桥设计方案进行了模态分析, 分 析了斜拉 悬吊协作体系桥的固有特性, 讨论了不同主梁纵向约束方式和辅助墩的设置情况的影响, 为此类桥 型结构的动力性能分析提供了有价值的参考。 关键词: 斜拉 悬吊协作体系; 模态分析; 有限元模型 中图分类号: U 442 55　　　 文献标识码: A 拟, 缆索用非线性索单元模拟, 桥塔用空间梁单元 1　引　言 模拟。本文将针对不同工况进行模态分析并对不同 斜拉桥和悬索桥是目前世界上广泛采用的大 主梁纵向约束方式和辅助墩的设置情况等对桥梁 跨径桥梁桥型, 具有受力合理, 外形美观, 跨越能力 固有振动特性的影响进行分析。 强等优点, 在我国目前大江大河上得到了广泛应 2　 伶仃东航道斜拉 悬索协作体系 用。随着中国交通建设的进一步发展, 需要在沿海 地区修建一些跨海工程, 包括多座超大跨径桥梁, 桥设计方案简介[ 1 ] 这些桥梁工程将面临软土地基、深水基础、强台风 交通部规划的沿海高等级公路干线上有五个 区等自然条件的影响, 仅用斜拉桥和悬索桥作为大 大型跨该工程, 它们自北向南依次跨越渤海海峡、 跨桥型已不能满足工程需求。针对这一实际, 国内 长江口、杭州湾、珠江口伶仃洋以及琼州海峡。伶仃 外有学者提出采用综合斜拉桥和悬索桥特点的斜 东航道桥即为珠江口伶仃洋的一个跨越方案。伶仃 拉 悬索协作体系桥作为超大跨径桥型用于跨海 东航道要求建造主跨 1400 米的桥梁, 如果建成 工程。 1400 米的悬索桥, 锚碇需在 10 米以下水中施工, 施 地震和风荷载都是很复杂的随机载荷, 超大跨 工难度和风险很大, 要求的费用也很高。鉴于此, 同 桥梁的设计必须充分考虑地震和强风的随机作用。 济大学桥梁工程系构思了伶仃东航道主桥方案, 采 为了研究桥梁在地震和强风作用下的响应特性, 有 用了跨径为 1400 米的斜拉悬吊协作体系, 由等效 必要对斜拉 悬索体系桥的固有自振特性进行研