简化汽车荷载作用下公路上承式钢箱梁拱桥动力特性和响应研究  

Study on Dynamic Characteristics and Response of Highway Deck Steel Box Girder Arch Bridge under Simplified Vehicle Loads

作　　者：曹栋 罗浩[2] 徐楚懿 杨彤麟 甘贤备 韩征[1] CAO Dong

机构地区：[1]中南大学土木工程学院,湖南长沙410075 [2]湖南科技大学土木工程学院,湖南湘潭411201

出　　处：《湖南交通科技》2023年第1期86-90,138,共6页Hunan Communication Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金项目(51408217);湖南省自然科学基金项目(2021JJ30258、2015JJ3066)。

摘　　要：针对空心板梁更换为钢箱梁后的桥梁动力分析问题,以国道某拱桥换梁工程为背景,基于Midas简易车桥耦合振动模型,将汽车荷载简化为匀速移动常量力进行分析,为计算汽车荷载作用下桥梁动力响应,建立全桥有限元模型,按照荷载等效原则设置车辆质量为63.8 t,车速分别为60、80、100 km/h的计算工况,并将简化的汽车荷载和桥梁有限元模型进行耦合,计算主梁跨中、拱顶的挠度及加速度等动力响应结果,并进行时频域分析,结果表明:钢箱梁方案主梁刚度相比主拱圈更轻柔,因此在相同工况下,主梁跨中截面的动力响应比拱顶位置处的动力响应更明显;桥梁跨中竖向加速度的频域幅值集中于0~15 Hz,主要频率成分在1.6、3.7、8.6 Hz处附近,分别与桥梁第2阶、第5阶、第8阶的自振频率对应;随着车辆速度提高,桥梁第2阶频率对加速度频域幅值的影响逐渐增大,当汽车行驶频率和桥梁基频接近时容易发生车桥共振。

关 键 词：上承式拱桥 车桥耦合振动 动力响应分析 汽车荷载模拟 时域频域分析 

分 类 号：U441[建筑科学—桥梁与隧道工程]