高墩大跨連續剛構橋動力特性分析

摘 要:本文運用橋梁結構動力學與車輛動力學的研究方法，建立車橋時變系統空間振動方程。對某高墩大跨連續剛構橋進行了列車走行性分析，得出在列車作用下的車橋動力響應的理論計算結果，表明該橋具有足夠的橫豎向剛度，能夠保障列車行車的走行安全性與乘坐舒適性的要求。同時根據計算結果可以得出在高墩大跨預應力混凝土連續剛構橋中，邊墩或邊跨出現最大響應的可能性非常大，因此在高墩大跨預應力混凝土連續剛構橋設計中對邊墩的考慮應予以足夠重視。

關鍵詞:動力學; 走行性分析; 走行安全性; 乘坐舒適性

中圖分類號:U448.21+5

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)07-0191-03

1工程概況

本論文以某高墩大跨預應力混凝土連續-剛構組合梁橋為研究對象。該橋主橋為72m+3×128m+72m預應力混凝土剛構-連續梁組合體系，梁體為單箱單室變高度、變截面箱梁，梁高4.4~8.8m，梁體下緣除中跨中部34m和邊跨端部各25.7m為4.4m等高直線段外，其余為圓曲線，箱梁頂板寬8.1m，箱寬6.1m 。該橋主墩采用鋼筋混凝土橫向圓弧端形空心墩，在底部設置5m高的實體段。墩身頂部外壁順橋向寬8m，采用1:0直坡。橫橋向寬7.1m，外邊坡:8#墩除墩頂9.172m內為直坡外，其余坡度為20:1，9#~11#采用雙坡，梁底以下70m坡度為20:1，70m以下坡度為5:1，墩頂縱向壁厚為1.1m，內邊坡為1:0直坡橫向壁厚為1.2m，橫向內邊坡為60:1。墩的高度:H7=61 m，H8=70m，H9=94.5m，H10=107m，H11=103m，H12=51m。屬于典型的高墩連續剛構橋。結構示意圖見圖1。

2列車-橋梁時變系統空間振動分析模型

2.1車輛(包括機車)空間振動分析模型

機車、車輛空間振動分析中，假定車體空間振動有:側擺、側滾、搖頭、點頭、浮沉等5個自由度;每個構架有側擺、側滾、搖頭、浮沉等4個自由度;每個輪對有側擺，浮沉等2個自由度。……