三家昌化江大橋靜風荷載作用下響應分析

韋澤鵬

(海南省交通規劃勘察設計研究院，海南 ?？?570206)

1 工程概況

三家昌化江大橋起于東方市，終于昌江縣，為海南省環島旅游公路的亮點工程之一，橋梁跨越海南第2大河昌化江，距離入?？诩s12 km。橋位處為七級航道，技術標準采用雙向四車道一級公路，橋梁全長1 357.2 m，控制該橋梁的300 a一遇洪水位為17.28 m。三家昌化江大橋主橋為(50+3×90+50)m的斜腹板變截面連續梁，主梁采用懸臂施工。根據防洪及通航要求，主橋橋面高程最高點的高程為25.734 m，跨越河道常水位為4.5 m。橋位處100 a重現期的基本風速為45.1 m/s[1]。橋位所處區域為寬闊水面,從上述工程條件可知橋位處基本風速大、橋面高程高，因此針對該橋成橋期間和施工期間最大懸臂狀態在百年靜風荷載下的響應進行了分析。橋型布置及標準橫斷面如圖1、圖2所示。

圖1 橋型布置圖(單位：m)

圖2 標準橫斷面圖(單位：cm)

2 風速參數確定[1]

2.1 設計基本風速

成橋階段橋梁各構件基準高度Z處的設計基準風速按式(1)進行計算：

(1)

式中：Ud為基準高度處的設計風速，m/s；kf為抗風風險系數；α0為橋址處地表粗糙系數；kc為地表類別轉換系數；U10為基本風速。

施工階段設計風速按式(2)計算：

Usd=ksfUd

(2)

式中：Usd為施工階段設計風速，m/s；ksf為施工期抗風風險系數。

2.2 等效經陣風風速

等效經陣風風速可按式(3)計算：

Ug=GvUd

(3)

式中：Ug為等效靜陣風風速，m/s，Gv為等效靜陣風系數。

2.3 主梁截面橫向力系數

主梁截面橫向力系數可按式(4)計算：

(4)

式中：CH為主梁截面橫向力系數；βd為腹板傾角；B為截面寬度；D為梁高。

2.4 主梁橫橋向風及順橋向風計算

橫橋向風作用下主梁單位長度上的等效靜陣風荷載可按式(5)計算：