大跨度異形拱橋動力特性分析

成凱， 葉錫鈞， 梁偉

(廣州大學 土木工程學院， 廣東 廣州 510006)

隨著現代化立體交通概念的發展，各類跨線人行橋、城市人行天橋、各種景觀橋得到了迅速的發展。人行橋不僅拓展了城市交通空間，而且隔離了行人與機動車輛，同時還減少了道路通行壓力和交通事故的發生。目前人行天橋正向大跨度、輕型化發展，而異形人行拱橋以其獨特的造型更加受到青睞，由于它的特殊性，進行動力分析十分必要。

異形人行拱橋的動力分析主要分析其自振特性，即自振頻率和振型。根據結構動力學相關知識，它們與結構的組成、剛度、質量分布及約束條件有關。該文通過建立有限元模型，用有限元分析方法，分析某異形人行拱橋的動力特性，并對橋梁進行試驗模態分析，識別出橋梁結構的固有頻率、模態振型等橋梁結構的動態特性參數，可用于評判結構的總體性能。同時分析拱橋的自振頻率影響因素，得到各影響參數的敏感度，為模型修正和拱橋設計提供依據。

1 工程背景

某下承式鋼箱混凝土組合系桿拱橋,全橋共有17對吊桿，每組吊桿間距5 m，主拱計算跨徑90 m，矢高21.43 m，矢跨比1/4.2。主梁采用鋼箱梁結構，端部寬15 m，跨中寬10 m，梁高1.2 m。拱肋采用懸鏈線加圓曲線形式，懸鏈線部分采用等寬等高單箱單室鋼箱截面，拱腳圓曲線部分采用鋼-混凝土組合結構，內灌C50微膨脹混凝土。基礎采用樁接承臺的結構形式，承臺高2.5 m，拱肋與主橋橋墩同時支撐于一個承臺上，每個承臺共設置4根200 cm的沖孔樁基礎。……