异形独塔双层桥面斜拉桥动力特性及地震反应分析.doc

异形独塔双层桥面斜拉桥动力特性及地震反响分析
2022年第l0期
铁道建筑
RailwayEngineering
文章编号:1003—1995(2022)10-0001—04
异形独塔双层桥面
斜拉桥动力特性及地震反响分析
杨吉新,朱伟伟,丁兰,李晓亮
(1.武汉理工大学交通学院,武汉430063;2.湖北省路路通公路设施工程,武汉430053)
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摘要:固有频率和振型是反映结构动力特性的主要模态参数,是评价桥梁动力性能的重要依据.结合深
圳皇岗一香港落马洲独塔双层桥面斜拉桥的工程设计实例,采用大型有限元分析程序建立全桥结构有
限元模型,对独塔斜拉桥结构的一般动力特性进行了分析,并采用反响谱法对该桥进行了线性地震反响
分析,讨论了在两种振型组合方法和三组振型数情况下独塔斜拉桥地震响应的最大值,为该桥的抗震,
抗风分析提供参考.
关键词:独塔斜拉桥动力特性有限元模型反响谱法地震反响
中图分类号:U448.27;U441.3文献标识码:B
随着斜拉桥跨径的不断增大,其结构刚度越来越
柔,斜拉桥在动力荷载(如风,地震和车辆荷载等)作
用下的动力分析和结构性能倍受工程界关注.而桥梁
结构的动力特性包括自振频率,主振型及阻尼等¨,
是结构本身固有的,反映桥梁的刚度指标.它对于正
确地进行桥梁的抗震设计及维护有着重要的意义.
本文从动力特性的角度出发,对承当双层交通的
深圳皇岗一香港落马洲异形独塔双索面斜拉桥进行了
动力特性分析,为进一步分析结构的抗震性能和抗风
性能打下了根底;同时采用反响谱法分析了结构的线
性地震响应,讨论了在两种振型组合方法和三组振型
数情况下独塔斜拉桥地震响应的最大值.
1工程概况
深圳皇岗一香港落马洲大桥为承当双层人行交通
的异形独塔双索面斜拉桥,跨径组成为34.20m+
133.65m+72.15m,桥面有效净宽16.5m.主梁底
层采用全焊正交异性板桥面钢箱梁,梁高1.7m,顶板
采用厚6mm的闭口肋,板厚12mm,底板采用厚6mm
的闭口肋,板厚10mm,在灌注压重混凝土处加厚至
12mm;中层为正交异性板桥面钢板梁,顶板采用厚6
mm的闭口肋,板厚为12mm,纵横梁均为I字梁;顶层
为K形栓焊桁架,竖杆与各层之间采用栓接.边跨底
层主梁两边灌注混凝土压重,使主跨,边跨竖向重量能
收稿日期:2022-04—13;修回日期:2022—06—18
作者简介:杨吉新(1964一),男,湖南省永州市人,教授,博士.
大致平衡.索塔根底采用扩大根底,塔在梁底以上高
72m,梁底以下18m,下塔柱向主跨倾斜9.8..两塔
柱上下设两道横梁,其下横梁与底层钢梁固结.边跨
与主跨索均设13对斜拉索,边跨索距4m,中跨索距8
m,索梁节点采用钢锚箱结构.设计最大阵风风速
62.3m/s(离地面10m),地震根本烈度7度.该桥布
置见图1.
本桥的结构具有如下特点;①独塔双索面斜拉桥,
主边跨度相差悬殊;②由于双层荷载,活载和二期恒载
大于一般的桥梁;③斜拉桥主梁采用不设斜杆的钢框
架结构;④塔梁固结,下塔柱向主跨倾斜.该桥由于其
独特的结构形式.故需要对其动力特性及抗震性能进
行分析.
2有限元计算模型
2.1动力特性分