箭灘河大橋復(fù)線橋異常振動的原因分析.pdf

1、箭灘河大橋及其復(fù)線橋均為空腹式懸鏈線鋼筋混凝土箱形拱橋。在動力試驗時，箭灘河大橋動力特性正常，結(jié)構(gòu)動力性能基本滿足橋梁正常使用的要求，而復(fù)線橋測試橋跨的車輛沖擊效應(yīng)顯著，實測的沖擊系數(shù)(μ)最大達(dá)到0.36（對于70.0m跨徑的拱橋，沖擊系數(shù)按照舊規(guī)范不作考慮，按照新規(guī)范取值為0.13），豎向振動加速度峰-峰值最大達(dá)到1.431m/s2，橫向振動加速度峰-峰值最大達(dá)到0.716m/s2，沖擊效應(yīng)顯著，屬異常振動現(xiàn)象。本文針對此橋異常振動

2、的現(xiàn)象進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析，對其異常振動的相關(guān)原因進(jìn)行了探究，主要研究內(nèi)容有以下幾方面:
　?、偈紫劝凑占秊┖哟髽驈?fù)線橋的設(shè)計資料建立有限元模型，然后通過調(diào)整材料參數(shù)來修正模型，使得模型的自振特性與實際結(jié)構(gòu)盡量接近，并以此理論模型為基礎(chǔ)計算箭灘河大橋復(fù)線橋的動力響應(yīng)，將沖擊系數(shù)計算值與箭灘河大橋及其復(fù)線橋的沖擊系數(shù)實測值進(jìn)行對比分析，以此來探討模型建立的合理性和異常振動的相關(guān)因素。
　?、谕ㄟ^收集41座拱橋的動力試驗數(shù)據(jù)

3、，對結(jié)構(gòu)自振頻率、沖擊系數(shù)、阻尼比等參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，以此來探究影響沖擊系數(shù)的主要因素;同時結(jié)合箭灘河大橋復(fù)線橋橋面呈波浪狀凹槽的特點，采用將空間頻率轉(zhuǎn)換為時間頻率的方法，模擬橋面不平整條件下的車橋耦合作用，以此來探究箭灘河大橋復(fù)線橋異常振動的主要原因。
　　主要結(jié)論如下:
　?、贅蛎娌黄秸蛙嚇蝰詈险駝觾蓚€因素的聯(lián)合作用是影響沖擊系數(shù)的決定性因素。箭灘河大橋復(fù)線橋橋面技術(shù)狀況較差，有明顯的波浪狀凹槽，在此條件下車橋頻率耦合使其

4、橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊效應(yīng)顯著，兩因素的聯(lián)合作用是箭灘河大橋復(fù)線橋異常振動的主要原因之一。
　　②車速變化對沖擊系數(shù)有一定程度影響。從箭灘河大橋復(fù)線橋在未考慮橋面不平整時的理論模型計算結(jié)果來看，沖擊系數(shù)有隨著車速的增大而增大的趨勢，這一定程度表明車速與箭灘河大橋復(fù)線橋的異常振動有一定關(guān)聯(lián)性。
　?、凼缚绫葘_擊系數(shù)的影響是有一定的規(guī)律。拱橋的矢跨比較小時，其梁結(jié)構(gòu)特征趨于明顯，同時前兩階豎向頻率也趨向接近，這樣容易造成車橋頻率耦合，