橋墩對曲線連續梁橋自振特性影響

。理論分析時橋墩的簡化是關鍵影響因素。本文以某六跨連續彎梁橋為基礎分析了橋墩對於橋梁自振特性的影響，結果表明橋墩對於橋梁的縱向及橫向自振頻率具有較大的影響，而對橋梁豎向的自振特性影響不明顯。

關鍵詞連續箱梁橋自振特性橋墩

中圖分類號：s773.4 文獻標識碼：a 文章編號：

1 前言

所謂固有振動是指彈性系統在沒有外部動力的作用下形成的振動。固有振動反映系統的固有特性，是研究一切振動問題的基礎[1]。因此準確求解橋梁結構的自振特性是橋梁振動問題的首要環節。

在成橋後的荷載試驗也往往通過脈動法測試橋梁的自振特性，通過與理論結果對比揭示橋梁的剛度情況。然而多次實踐表明連續箱型梁橋的豎向自振頻率實測與理論分析結果吻合較好而縱向和橫向自振頻率吻合不好。分析認為，橋墩是關鍵影響因素。

本文通過對某橋的實體建模分析支援了該觀點。

該橋總長170m，整座橋梁位於半徑220m的平曲線。孔垮布置為25m+4×30m+25m，如圖1所示。上部構造為等截面預應力混凝土箱型連續梁，單箱單室直腹板箱梁，樑高1.

6m，頂板寬8.1m，底板寬4m，兩側翼緣懸臂長度2.05m，該橋跨中箱梁截面如圖2所示。

下部構造3號橋墩為獨柱墩，其餘橋墩為門式剛架墩、鑽孔灌注樁基礎。

圖1連續梁橋總體布置圖

圖2跨中箱梁截面

2 有限元模型建立

為了研究橋墩對該橋自振特性的影響，分別按兩種情況建立了有限元模型，第乙個模型不考慮橋墩的影響，第二個模型考慮橋墩和梁的共同作用。ansys為構建有限元模型提供了豐富的單元選擇，具體到該問題可以選用梁單元也可以選用實體單元。使用梁單元分析時模型構建簡單，求解速度較快，但是不能直觀的反應梁的振型特性。

使用實體單元構建模型雖較複雜，求解速度較慢，但是可以獲得較高的精度，振型直觀。經綜合考慮最後決定採用ansys實體單元solid45。在墩台附近箱梁截面形式有所改變，採用實體單元可以精確的反映這種截面的變化。

考慮橋墩的有限元模型圖3所示。