六圭河特大桥动力特性分析

摘要

桥梁本身的动力特性是结构动力分析和抗震分析的重要参数和基础，可以通过有限元法获得桥梁的动力特性。六圭河特大桥是一座采用三室箱型截面混凝土拱肋的上承式混凝土拱桥，采用有限元软件ANSYS中的三维梁单元和壳单元对其进行精确有限元建模。利用模态分析求解桥梁的振动频率及各阶振型，研究了桥梁各阶振型的振动特征。振型振动特征表现为三种基本形式：竖向面内振动、侧向面外振动、扭转振动以及它们相互间的耦合振动。对采用不同数目横系梁的桥梁有限元模型分别进行模态分析，通过比较其自振频率及各阶振型的变化，研究了横系梁对大桥动力特性的影响/贡献。对于上承式混凝土拱桥，增加横系梁的数目，桥梁的自振基频会有所增大，各阶振型特征也随之变化，而桥梁的侧向稳定会有较大提高。当桥梁的横系梁达到一定数量时，桥梁的基频会由面外振动控制转变为由面内振动控制。