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拱桥短吊杆动力特性分析

摘要：据统计数据表明在我国现有服役桥梁中大约7%是拱桥。根据拱桥桥面

结构分布位置的不同，通常将拱桥分为上、中、下承式拱桥。吊杆是中、下承式

拱桥中重要的承重构件，研究发现吊杆结构的疲劳损伤现象十分普遍甚至导致了

一些严重的工程事故，因此对吊杆结构安全性及耐久性的研究十分必要。本文结

合拱桥短吊杆动力特性进行分析，并提出一些个人观点，以供参考。

关键词：短吊杆；动力特性；车桥耦合；疲劳分析

1工程案例

威海石家河公园大桥位于东部滨海新城松涧路上，松涧路西起公园路，东至

威石辅路，东西穿越石家河公园，长约1.5Km，其中跨越石家河约200m，穿越松

林600m。道路等级为城市主干路，双向六车道，道路宽度39米。桥梁起点桩号：K7+719.000，终点桩号：K8+640.000，跨径布置为

4×(4×35)m+(35+40+100+40+35)m+(3×35)m，桥梁全长921m。主桥采用梁拱组

合体系桥梁，引桥采用35m预制组合箱梁，西侧部分引桥位于半径为1000m的平

曲线上，其余均为直线。本图层内容为石家河公园大桥桥梁工程部分，两侧接线

不在本次设计范围，但由于桥梁工程控制本段道路的纵、平面设计，故本次设计

提供本段道路的纵、平面设计内容。由于沿桥梁方向规划有综合管廊，桥梁仅考

虑照明管线。

图1 边拱图

2拱桥吊杆的常见病害及原因

依据拱桥的结构形式可知，拱桥吊杆是影响桥梁受力的核心构件，其主要功

能是连接拱肋与桥面结构并传递荷载。吊杆结构的受力主要以拉为主，在实际运

营过程中，由于吊杆长期受到车辆荷载引起的冲击作用故较易发生疲劳破坏。吊

杆结构主要由端部锚头、承重钢绞线和外部防护设备等构成。其连接处较易发生

腐蚀，进而导致钢绞线腐蚀断裂，故吊杆结构的破坏是中、下承式拱桥坍塌的主

要原因。吊杆结构的损伤形式主要包括：吊杆偏移、承重钢绞线腐蚀、锚头生锈、防护设施损坏等。根据现有中、下承式拱桥的检测数据表明上述几种现象普遍存在，与此同时车辆通过桥梁时对吊杆的冲击作用更加速了吊杆的疲劳腐蚀。

3车辆荷载作用下吊杆动力响应分析

3.1吊杆振动力学模型

吊杆轴向振动固有频率取决于吊杆长度、吊杆材料密度和弹性模量，而一般

拱桥的各吊杆材料属性一致，故短吊杆的固有频率会高于长吊杆实际桥梁吊杆下

端连接着横梁，其轴向振动的动力学模型类似于在吊杆端部附加一个集中质量M。在吊杆材料和截面尺寸相同的情况下，吊杆的各阶固有频率均随着吊杆长度的增

加而减小，也就是说短吊杆的各阶固有频率均大于长吊杆对应阶数的固有频率。

由于桥梁的主梁重量远大于吊杆自重，故在计算模型中吊杆自重相对于杆端集中

质量可忽略不计，在只考虑吊杆第一阶模态参与的情况下，吊杆轴向振动模型可

近似等效为单自由度弹簧-质量模型如图。

图2吊杆轴向振动模型

矩形脉冲荷载作用下吊杆冲击系数〃大小取决于冲击荷载持续时间和结构固

有频率，在加载时间相同的情况下也就是受到的冲击荷载一样时，短吊杆因其固

有频率较高故冲击系数也相对较大。在冲击荷载作用下，相比于长吊杆，短吊杆

受到的冲击力更大，根据疲劳累计损伤理论可知其应力循环次数会更少，故拱桥

结构破坏一般是短吊杆率先疲劳破坏所致，理论分析结果与实际工程事故基本吻合。

3.2车速对吊杆结构的影响

在车桥耦合振动分析过程中，车辆荷载的大小和移动速度是影响车桥耦合分

析结果最为直观的两个因素。首先分析速度的影响，车辆行驶速度不同则会使得

荷载作用于桥梁的位置发生改变，桥梁结构的动力响应随着车辆荷载作用位置的

改变而不断改变，所以需要分析不同车辆行驶速度对吊杆受力的影响。接下来以

刚建立的车桥耦合振动模型为基础，分析在车辆荷载作用下，吊杆的动力响应情况。首先假定车辆在桥面是匀速行驶，分析车辆的行驶速度为10至100km/h时，吊杆结构的应力时程情况。其它计算参数的选取分别为：C级桥面不平度、20t

车辆模型。在车辆荷载作用下各吊杆的振动都很明显，当车辆荷载移动到某一吊

杆正下方时，该吊杆的应力值取得最大。对比分析不同车速情况下吊杆的应力时

程响应情况，可以看出一号吊杆，无论车速怎么变化其应力幅值都大于其它吊杆，而且可以看出越靠近跨中的吊杆其应力变化幅度越小，在中跨的吊杆处应力幅值

达到最小。

图3 车辆荷载模拟和车辆模型

3.3车重对吊杆结构的影响

由于车辆荷载作用在节点上时是瞬间作用后即消失的冲击荷载，将其模拟为三角斜坡荷载，最大值Ｆ为车辆轴重，时间差ｔ２－ｔ１由车辆的速度和节点的间距来确定。由于桥梁所处国道线超载现象极为严重和普遍，本文中车辆荷载模型参照车辆荷载的研究成果，采用三轴车辆单车模型，车辆荷载模拟和车辆模型如图所示。运用ＡＮＳＹＳ提供的瞬态动力分析，模拟简化模型的车辆以不同的速度（４０，８０，１２０ｋｍ／ｈ）通过大桥时短吊杆的动态响应。不仅车速会影响车桥耦合分析的结果，车重的影响也是不容忽视的。当车辆载重比较大时，吊杆应力会在一个较高的水平波动，这样会加速吊杆疲劳损伤的累积。下面用车桥耦合振动模型来分析车辆荷载改变时对吊杆动力响应的影响，将车辆模型的重量设置为10t、20t、50t三种级别进行对比计算分析，计算时其它参数的选取分别为：车速40km/h，桥面不平度等级C级。吊杆的应力幅值均与车重呈正相关，随着车重的增大吊杆应力的变化幅度也相应增大。在车重增大的过程中，吊杆应力幅值之间的差距越来越大，也就是说短吊杆的动力响应对于车重的变化更为敏感。车辆越重对吊杆的冲击作用越明显。无论在何种车重情况下，短吊杆的冲击系数都大于长吊杆，在车重较轻时，车辆荷载对长吊杆的冲击效应较小，但对短吊杆的冲击效应还是很明显。进一步说明了短吊杆抗冲击性能弱于长吊杆。

图4车桥耦合分析结果

4吊杆疲劳分析

对吊杆结构进行疲劳分析需要得知吊杆材料的S-N曲线和疲劳荷载作用下吊杆的应力幅值谱：吊杆材料的S-N曲线一般是通过大量的疲劳试验结果总结而来;应力幅值谱则是通过对吊杆在疲劳荷载激励下的动力响应曲线进行数理统计分析得来。动力响应曲线可通过实地测量和数值模拟两种方式得到：实地测量指的是对吊杆的应力进行实时监测，统计在车辆荷载作用下吊杆的动态响应情况，但是由于需求的统计数据量很大，耗费的时间精力很多，除特殊情况外一般不采用这种方式；数值模拟则是以交通量的调查数据为基础，基于蒙特卡罗法模拟产生随机车流荷载作用于桥梁模型，从而得到吊杆的动力响应曲线。数值模拟法相比于实地测量更为方便，且能较好的模拟实际情况。

结束语

通过对影响拱桥吊杆受力因素的分析可知，吊杆间距直接影响着吊杆结构在动载作用下的平均应力和应力幅值，故合理的设置吊杆间距能有效地提高拱桥吊杆在车辆荷载作用下的疲劳性能；增大吊杆直径并不能有效的提高吊杆的抗冲击能力，但能减小吊杆的平均应力和应力幅，提高吊杆的安全系数;从动力学观点

出发，对吊杆结构进行重设计后，无论是吊杆的抗冲击能力还是使用寿命都有了显著的改善，其中短吊杆的冲击系数减小33%，使用寿命提高68%。由此可见，

基于改善吊杆动力特性的结构重设计能有效的延长短吊杆的使用寿命。

参考文献

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大跨度悬索桥的动力特性分析研究摘要：悬索桥又称吊桥，是一种古老的桥型，是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的悬索作为上部结构主要承重构件的桥梁类型。由于其结构比较轻柔对动荷载比较敏感，进行桥梁结构的动力特性分析对桥梁的抗震设计、健康检测和维护具有十分重要的意义。随着桥梁跨度的增大，加之悬索桥是一种刚度小、变形大的柔性结构，体系的几何非线性突出，基于有限元法对悬索桥的动力特性以及结构刚度对其影响进行研究具有重要的理论意义和工程实际价值。结构刚度是影响悬索桥动力特性的重要因素，本文就加劲梁刚度、索塔刚度、主缆刚度、吊索刚度等对双塔单跨悬索桥固有频率的影响进行研究。关键词：大跨度；悬索桥；动力分析 1. 大跨度悬索桥的动力分析的意义悬索桥的振动特性是悬索桥动荷载行为研究的基础。桥梁结构的振动包括自振频率和振型等,它反映了桥梁结构的刚度和质量分布的合理性,是桥梁结构振动响应分析、抗震设计和抗风稳定性研究的基础。桥梁结构的动力特性包括自振频率、振型和阻尼。悬索桥结构在动力激励作用下,在空间上各向振动的振型和频率都是需要的。但一般被分为四种类型:竖向、纵向、横向和扭转振型。然而,实际情况却是一种位移通常会与另外一种位移耦合,特别是竖向位移与纵向位移耦合在一起,横向位移与扭转位移耦合在一起。甚至有时候,四种位移同时耦合在一起。耦合情况决定于结构几何和支撑条件等因素。一阶扭转振动频率与一阶竖向振动频率比值越大,桥梁具有更好的抗风稳定性;桥梁抖振则需要考虑多振型的参与。因此,动力特性分析是桥梁结构动力性能研究的重要内容之一。在悬索桥进入大跨径结构的阶段,其加劲梁的刚度不断地相对减少,当加劲梁的高跨比小于1/300时,采用线性挠度理论分析悬索桥所产生的误差将不容忽视,为此有限位移理论开始应用于现代悬索桥的结构分析中,使悬索桥的分析计算更加精确。基于矩阵位移法的有限元技术能适应解决复杂结构的受力分析,一些有代表性的研究

下承式单肋钢箱拱桥静动力特性以及地震动力响应分析

下承式单肋钢箱拱桥静动力特性以及地震动力响应分析单肋下承式拱桥作为一种拱、梁固结的桥梁结构,具有刚度大、造型美观、跨越能力较强,承载能力高,结构形式多样,耐久性好,养护方便,维修费用低,控制梁下净空等优点,近年在高速铁路桥梁以及公路桥梁设计中得到广泛应用。为探讨单肋下承式拱桥在地震激励下的动力响应特征和抗震性能,采用有限元软件,建立了某35m+130m+35m单肋下承式拱桥的三维空间有限元模型,研究了桥梁的动力特性。对该桥分别进行施工监控分析,反应谱分析、动态时程分析,验算了桩-土作用在不同地质的变形性能。通过对本桥的静力以及动力特性两个方面进行研究,本文主要结论如下:1.模拟桥梁整个施工过程,对桥梁的每个施工阶段进行内力以及应力的分析,验算了成桥阶段的应力情况、验算了在列车荷载下的应力以及主梁和拱肋的绕度情况,均满足相应规范要求。 2.对施工过程中的结构设计参数进行敏感性分析。结合现场情况对一些关键数据进分析,更准确反映施工过程中的结构受力。 3.利用有限元分析软件MIDAS,用m法模拟桩—土作用建立下承式单肋拱桥的结构模型,在模型中考虑了桩-土相互作用,分析对比了考虑桩-土和不考虑桩-土地震反应的影响,考虑桩-土相互作用与实际情况更贴近。 4.对结构分别采用反应谱和时程的方法进行分析,得到两种方法的优缺点和使用范围。分别对比了在不同桩土情况下结构的地震响应分析。其中反应谱考虑了模型一和模型三在三个方向地震作用下的分析,时程考虑了模型一和模型二在两个方向以及正交组合地震下的响应。 5.将反应谱计算结果与时程分析的计算结果进行对比分析,得出一些有益的

结论。

桥梁结构动力特性分析

桥梁结构动力特性分析桥梁结构是城市交通建设中必不可少的重要组成部分。为了确保桥梁的安全性和可靠性，在设计和施工过程中，必须对桥梁的动力特性进行充分的分析。本文将对桥梁结构的动力特性进行详细讨论，包括桥梁结构的固有频率、自由振动、强迫振动以及可能引起的共振现象等。一、固有频率固有频率是指桥梁结构在没有外力作用的情况下，自身固有特性所具有的振动频率。桥梁结构的固有频率是通过结构的质量、刚度和几何尺寸来确定的。一般来说，桥梁的固有频率越高，结构的刚度越大，相应地，结构的稳定性和抗风、抗震能力也会更高。二、自由振动自由振动是指桥梁结构在受到外力激励之前的自由振动行为。当桥梁结构受到外力干扰后，会出现固有频率下的自由振动。自由振动是桥梁在没有外力干扰下的自然振动，也是研究桥梁动力特性的重要基础。三、强迫振动强迫振动是指桥梁结构在受到外力激励时的振动行为。在桥梁的正常使用过程中，会受到行车荷载、风力、地震等各种外力的作用，从而引起结构的强迫振动。通过对桥梁结构的强迫振动进行分析，可以评估结构的动力响应和力学性能。

四、共振现象共振是指外力激励频率与桥梁结构的固有频率非常接近，从而导致结构发生巨大振幅的现象。共振是桥梁结构动力特性中非常重要和危险的现象，因为共振会导致结构的破坏和失效。因此，在桥梁设计和施工过程中，必须避免共振的发生。五、动力特性分析方法为了分析桥梁结构的动力特性，工程师们可以采用多种分析方法。常见的方法包括模态分析、频率响应分析和时程分析等。模态分析是通过计算桥梁结构的固有振型和固有频率来进行分析，可以预测结构在不同固有频率下的振动情况。频率响应分析是通过施加频率变化的外力激励，来分析桥梁结构的响应情况。时程分析是通过实测或模拟不同的时间历程，来研究桥梁结构在动力加载下的响应和变形情况。六、桥梁结构动力特性在实际工程中的应用在实际桥梁工程中，准确分析桥梁结构的动力特性对于设计和施工至关重要。首先，通过分析桥梁的固有频率和自由振动，可以确定结构的稳定性和抗风、抗震能力。其次，通过分析桥梁的强迫振动，可以评估结构的动力响应和力学性能，从而确保桥梁的安全运行。此外，对于新建桥梁，还需要通过分析共振现象来避免结构的失效。总结：桥梁结构的动力特性分析对于确保桥梁的安全性和可靠性具有重要意义。通过对固有频率、自由振动、强迫振动和共振现象的分析，能

桥梁结构的静力与动力分析方法

桥梁结构的静力与动力分析方法引言：桥梁作为人类最重要的交通工程之一，承载着人们的出行需求，具有重要的经济、社会和文化意义。而桥梁的设计与施工过程中，静力与动力分析方法的运用则至关重要。本文将探讨桥梁结构静力与动力分析方法的原理、优势以及具体应用。一、静力分析方法静力方法是桥梁设计中最基本的分析方法，根据结构静力学原理，通过求解结构内力和变形，确定桥梁的受力状态。静力分析方法适用于比较简单的桥梁结构系统，如简支梁、悬链线以及简单连续梁等。其基本思想是将桥梁结构看作刚体，根据平衡条件和支座约束关系，推导出结构的力学方程，并求解得到内力和变形。静力分析方法具有计算简便、结果准确等优点，部分结构仍然可以应用于工程实践中。二、有限元法有限元法是一种现代化的计算方法，广泛应用于桥梁结构的静力与动力分析中。有限元法将复杂结构离散为许多小单元，通过有限元单元的力学方程及其边界条件，建立整个结构的力学模型，进而进行计算与分析。有限元法不再依赖于结构的简单性，适用于各种复杂的桥梁结构形式。当桥梁结构形状、材料特性和荷载情况变得复杂时，有限元法具有更高的计算准确性和精度。三、斯坦福大桥案例为了探究静力与动力分析方法在实践中的应用，我们以美国斯坦福大桥为例。斯坦福大桥是一座具有代表性的悬索桥，采用了大跨度和高塔楼的设计方案。在桥梁设计中，斯坦福大桥不仅需要考虑自重和行车荷载，还需要考虑地震和风荷载等动力因素。此时，传统的静力分析方法已经无法满足工程要求。

因此，斯坦福大桥设计团队采用了有限元法来进行静力和动力分析。首先，通过建立桥梁的有限元模型，考虑结构的刚度、材料特性以及荷载情况，得到结构的内力和变形情况。接下来，引入地震和风荷载等动力因素，通过时程分析和频率分析等方法，分析结构在不同荷载作用下的响应特性，确保桥梁的安全性和稳定性。四、结构健康监测除了设计阶段的分析方法，静力与动力分析方法还广泛应用于桥梁的健康监测领域。随着桥梁使用年限的增长，结构的疲劳、腐蚀和变形等问题逐渐凸显。静力与动力分析方法可以实时监测桥梁的工作状态，及时发现结构的损伤和缺陷，并采取相应的修复和加固措施。结构健康监测使用了多种传感器和仪器，如加速度计、应变计和传感器网络等，采集桥梁的振动和变形数据。通过对数据的处理和分析，可以预测桥梁的结构性能、安全性和服务寿命。静力与动力分析方法的应用为桥梁的管理和维护提供了重要的技术支持，有效提高了桥梁的运行安全性和可靠性。结论：桥梁结构的静力与动力分析方法在设计与施工过程中具有重要作用。静力分析方法适用于简单结构，具有计算简便、结果准确的优点。而有限元法适用于复杂结构，计算准确性更高。通过斯坦福大桥案例，我们可以看到有限元法在静力和动力分析中的优势和应用。同时，静力与动力分析方法在桥梁健康监测中也发挥了重要作用，提高了桥梁的运行安全性和可靠性。随着科技的不断进步，静力与动力分析方法的应用将会越来越广泛，并为桥梁行业的发展提供更多的技术支持。

桥梁结构动力学特性分析与设计

桥梁结构动力学特性分析与设计桥梁在现代社会中起到连接和交通的重要作用，在设计和建造桥梁时，了解桥梁结构的动力学特性，对于确保桥梁的安全和可持续使用至关重要。本文将介绍桥梁结构动力学特性的分析与设计方法。一、桥梁结构的动力学特性桥梁结构的动力学特性是指桥梁在受到外部力作用下的振动行为。了解桥梁的动力学特性可以帮助工程师预测桥梁的响应和疲劳寿命，从而设计出更安全和经济的桥梁结构。 1.自由振动频率桥梁的自由振动频率是指桥梁在没有外部激励力作用下，自由振动的频率。自由振动频率可以通过解析方式或数值模拟方法计算得到。桥梁的自由振动频率与梁的固有刚度、质量和几何形状等因素密切相关。 2.阻尼特性桥梁结构的阻尼特性决定了桥梁在受到外部激励力作用下的响应衰减速度。阻尼主要由材料的内部阻尼和外部阻尼组成。在桥梁设计中，应根据实际情况选择合适的阻尼措施，以减小桥梁振动造成的损害。 3.模态分析

模态分析是桥梁结构动力学分析中的一种重要方法，它可以确定桥梁的振动模态和相应的频率。通过模态分析，工程师可以评估桥梁结构的稳定性和安全性，为桥梁设计提供参考。二、桥梁结构动力学分析方法桥梁结构的动力学分析方法主要包括实验方法和数值模拟方法。实验方法通过实际测试桥梁的振动响应来获取动力学特性，而数值模拟方法则通过建立数学模型来推导解析解或使用计算机进行仿真计算。 1.实验方法实验方法是研究桥梁结构动力学特性的常用手段之一。常用的实验方法包括悬索式振动台试验、振动台试验和现场振动试验等。实验方法能够直接获取桥梁的振动响应，但需要一定的实验设备和条件，并且费时费力。 2.数值模拟方法数值模拟方法通过建立桥梁的数学模型，将其转化为动力学方程，并通过数值方法求解得到桥梁的动力学特性。数值模拟方法具有模型建立简便、成本相对较低、计算速度快等优点。常用的数值模拟方法包括有限元方法、边界元方法和模型试验等。三、桥梁结构动力学设计考虑因素在桥梁结构动力学设计时，需要考虑多种因素，以确保桥梁的安全和可持续使用。

拱桥的抗震设计与动力特性研究

拱桥的抗震设计与动力特性研究随着城市发展的不断壮大，更多的拱桥被建造起来，成为城市的地标和交通要道。然而，地震的不可预测性和破坏性对这些拱桥的安全性提出了更高的要求。因此，对拱桥的抗震设计与动力特性进行研究呼之欲出。首先，拱桥的抗震设计就是为了保证它在地震发生时能够承受住地震力的作用，保持结构的完整性和稳定性。这要求在拱桥的设计过程中考虑到地震力的作用，并通过结构的合理布置、材料的选择和加固措施等来提高拱桥的抗震能力。拱桥的抗震设计中一个重要的因素是拱的几何形状。拱桥的拱形对其抗震性能有着重要的影响。较为常见的拱形设计包括圆拱、椭圆拱和多圆拱等。研究表明，圆拱在抵抗地震力时具有较好的性能，其分配力的方式更加均匀，能够更好地提高桥梁的抗震能力。椭圆拱的抗震性能较差，其桥梁受力不均匀，容易发生破坏。而多圆拱的抗震性能介于两者之间。此外，拱桥的抗震设计还需考虑材料的选择。强度高、刚性好的材料有利于提高拱桥的抗震能力。常用的材料包括钢、混凝土和钢筋混凝土。其中，砼材料具有较好的韧性和抗冲击性能，能够在地震时延缓弯矩的发展，降低桥梁的损伤程度。而钢材料由于其较高的屈服点和抗拉强度，能够极大地提高拱桥的抗震能力。除了抗震设计之外，了解拱桥的动力特性也对其安全性有着重要的意义。拱桥的动力特性指的是拱桥在地震作用下的振动特性。研究拱桥的动力特性可以帮助工程师更好地了解拱桥的受力情况，为其合理的抗震设计提供参考。在研究过程中，经常使用地震响应谱方法来进行分析。地震响应谱是表示地震激励与结构响应之间关系的一种图形表达方式。通过绘制拱桥在地震激励下的响应谱曲线，可以得出桥梁在地震中的振动特性，包括固有周期、阻尼比等。了解拱桥的动力特性有助于确定合适的地震设计参数。例如，可以通过计算确定拱桥的固有周期，从而选择合适的设计参数，确保拱桥在地震中不会发生共振现

系杆拱桥吊杆各种张拉索力计算方法和比较

系杆拱桥吊杆各种张拉索力计算方法和比较系杆拱桥是一种常见的桥梁类型，其结构包括拱形主体和系杆支撑。在系杆拱桥的设计与施工过程中，张拉索力的计算是至关重要的环节之一、本文将介绍系杆拱桥吊杆的各种张拉索力计算方法，并进行比较和分析。首先，需要明确的是，系杆拱桥的设计要符合平衡原理，即主拱与吊杆之间的受力平衡条件。根据受力平衡原理，可以得出以下几种计算方法。 1.系数法：系数法是一种常用的计算方法，它根据桥梁结构的几何特征和材料力学性质，通过系数的乘积来计算吊杆的张拉力。该方法简单易行，适用于一般的桥梁结构，但其结果存在一定的误差。 2.等效弯矩法：等效弯矩法是一种比较精确的计算方法，它将吊杆的张拉力计算问题转化为等效弯矩的计算。通过等效弯矩的计算，可以得出吊杆的张拉力。此方法适用于一般的系杆拱桥设计，具有较高的精度。 3.可变系数法：可变系数法是一种综合考虑杆件刚度和受力情况的计算方法。它通过考虑系杆长度及端部的布置方式，将系杆分为若干段进行分析计算。该方法适用于特殊结构的系杆拱桥，如斜拉桥等。相比较这些计算方法的优劣，系数法具有计算简单、适用范围广的特点，是常用的计算方法之一、然而，系数法的缺点是结果存在一定的误差，对于精度要求较高的项目可能不适用。等效弯矩法具有高精度的特点，但其计算过程较为繁琐，不适用于所有的桥梁结构。可变系数法则结合了系杆的刚度和受力情况，能够适应多种桥梁结构的计算要求。另外，除了计算方法的选择，系杆拱桥吊杆张拉索力计算还需要考虑以下几个方面。

1.材料性能：吊杆材料的强度和刚度是影响张拉力计算的重要因素。材料的强度决定了吊杆的承载能力，刚度则决定了吊杆的变形情况。在计算中需要考虑到这些材料性能。 2.约束条件：吊杆在不同的固定点有不同的约束条件，如铰缝约束、固定端约束等。这些约束条件会影响吊杆的受力情况和变形情况，需要在计算中加以考虑。 3.边界条件：系杆拱桥的张拉力计算还需要考虑到边界条件，如桥墩的刚度、荷载情况等。边界条件对吊杆的张拉力计算有重要的影响，需要进行综合考虑。总结起来，系杆拱桥吊杆的张拉力计算涉及到多个因素，包括计算方法的选择、材料性能、约束条件和边界条件等。不同的计算方法适用于不同的桥梁结构和工程要求。在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的计算方法，并进行综合考虑，以得出准确的张拉力计算结果。

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析

桥梁结构的动力特性分析与实践案例分析引言作为建筑工程行业的教授和专家，我多年来从事建筑和装修工作，积累了丰富的经验，并在桥梁结构的动力特性方面有着深入的研究。本文旨在分享我的经验和专业知识，着重探讨桥梁结构的动力特性分析及相关实践案例。通过深入分析和实践案例的讨论，将为读者提供有价值的参考和指导。一、桥梁结构的动力特性分析 1. 动力特性的定义与重要性桥梁结构的动力特性指的是结构在受到外部加载（如车辆行驶、地震等）或内部反馈（如风荷载等）作用下的振动响应。了解桥梁结构的动力特性对于评估结构的安全性、预测结构的振动响应以及设计适当的控制措施至关重要。 2. 动力特性的分析与评估方法桥梁结构的动力特性分析通常包括模态分析、频率响应分析和时程分析等方法。模态分析用于确定桥梁的固有振动模态和频率，频率响应分析用于确定结构在受到外部激励时的振动响应，而时程分析则是模拟结构在实际使用过程中的动力响应。 3. 动力特性分析的输入参数和工具

在进行桥梁结构的动力特性分析时，需要准确输入结构的几何形状、材料参数、边界条件和加载情况等参数。同时，还需要借助一些专业的分析工具和软件，如有限元软件、动力分析软件等，来完成复杂的计算和分析工作。二、桥梁结构动力特性实践案例分析 1. 桥梁结构在地震作用下的动力特性地震是桥梁结构最常见的激励源之一，对桥梁结构的动力特性有着显著的影响。在实践中，我们通常通过分析地震动力学响应谱、地震时程分析等方法来评估桥梁结构在地震中的动力反应。以某高速公路桥梁为例，我们利用有限元软件进行模态分析，确定了桥梁主要的振型和固有频率，并结合地震动力学响应谱，得出了结构在不同地震等级下的地震反应。 2. 桥梁结构在风荷载下的动力特性风荷载对桥梁结构的影响同样不可忽视。在实践中，我们可以通过风洞试验、数值模拟和频率响应分析等方法来研究桥梁在风荷载下的动力特性。以一座大型斜拉桥为例，我们采用风洞试验和有限元模型，分析了桥梁在各种风速条件下的振动响应和结构的疲劳性能，从而为设计防风措施提供了科学依据。 3. 桥梁结构的主动与被动控制除了 passsive 控制措施，桥梁结构的主动控制（如主动振动控制、主动杆截面控制等）也引起了广泛的研究兴趣。通过激励反馈和结构

钢管混凝土拱桥静动力特性分析

钢管混凝土拱桥静动力特性分析摘要：钢管混凝土拱桥具有跨越能力大、强度高、重量轻、便于施工等优点，近年来在我国桥梁建设中迅速发展。随着钢管混凝土技术的不断发展，钢管混凝土拱桥的跨径不断的增大，其静力性能、动力性能的研究显得越来越重要。本文展示了钢管混凝土拱桥的应用与发展，并通过大型有限元软件Midas/Civil对跨径为575m的某中承式钢管混凝土拱桥进行了静力特性和动力特性分析，并通过查阅资料文献，论述可钢管混凝土拱桥地震响应的特点，并对今后钢管混凝土拱桥的性能研究提出了建议。关键词：钢管混凝土拱桥；静力特性；动力特性；地震响应；中图分类号：O 319.56 文献标志码：A 文章编号：1674-0696（2011） 1 钢管混凝土拱桥的应用与发展 "钢管混凝土构件"是指用混凝土填充空心钢管而形成的一种复合构件，是集钢管和钢筋混凝土优点于一体的新型构件。由于钢管混凝土结构具有抗压能力强、安装方便等优点，钢管混凝土框架拱桥发展迅速。在中国短短的6年间建了10 座钢管混凝土拱桥。 2 静力特性 2.1有限元模型以主跨为575m某中承式钢管混凝土拱桥为例，利用大型桥梁计算软件Midas/Civil用于分析桥梁的静动态特性。全桥共有13546个单元，节点5431个，其中梁单元9650个，桁架单元64个，板单元3832个，边界条件取用一般支撑与弹性连接。为综合考虑整个桥梁的静力特性，选择了恒载荷、活载荷、混凝土收缩徐变等参数来分析桥梁结构的静力特性。

2.2恒载效应分析恒载考虑：自重、二期。钢材为Q345，容重取，混凝土为C70，容重取；二期恒载考虑桥面铺装、桥梁附属设施的自重。根据有限元模型进行计算，计算得到恒载作用下钢管混凝土拱肋竖向位移，其中最大竖向位移为-564 mm，它发生在拱肋的近跨中段。拱肋上弦杆混凝土在拱顶部位的最大压应力为-0.17 MPa，在拱脚部位的最大压应力为-0.19 MPa，在拱肋下弦杆混凝土的最大压应力为-0.19 MPa。与规范规定的数值对比可知：钢管混凝土拱肋的拉压应力，均在规范容许的范围内，结构安全可靠。 2.3活载效应分析活载主要考虑车道荷载和人群荷载。钢管混凝土拱桥拱肋关键截面在活载作用下拱肋最大竖向挠度为-304mm，小于L/1000，满足规范要求。拱肋的最大压应力值在-0.1 MPa范围内。拱肋下弦杆混凝土1/4跨最大压应力，为-0.1MPa。经过综合对比分析可知：拱肋的压应力都在规范容许的范围内。说明结构设计和受力均匀合理。 2.4次内力效应分析十年收缩徐变作用下钢管混凝土拱桥变形。钢管混凝土拱肋的最大垂直位移为-748毫米，且位于拱肋的近中段。收缩徐变对钢管混凝土拱桥的位移影响较大，使桥梁结构出现整体下挠。 2.5钢管混凝土静力特性分析利用 Midas civil有限元计算软件，对成桥状态下的该钢管混凝土拱桥模型进行静力计算分析，分析了结构在各种荷载组合作用下的位移、内力和应力，得出下列结论（1）在活载作用下，拱肋的最大位移出现在l/4跨处，截面应力最大值也出现在拱肋及主梁l/4跨处位置。

桥梁设计动力特性

桥梁设计的动力特性分析摘要：本文以某大跨度独斜塔斜拉桥为例，应用通用有限元程序对整桥建立空间有限元模型，计算其动力特性，并结合其他同类型桥梁的理论计算和试验结果，分析了该类型桥梁的动力特性。一、斜拉桥的结构型式斜拉桥由桥塔、斜拉索、加劲梁等主要部件组成，作用在桥面上的荷载通过斜拉索传至桥塔，继而传至地基，因而力流明确。从力学角度，斜拉桥的桥面可视为由斜拉索弹性支承连续梁，每根斜拉索拉力的竖向分量为其提供竖向支承，水平分量在梁体内产生巨大预压力，所以斜拉索可视作体外预应力筋。斜拉桥基本体系按力学性能可分： l 、飘浮体系在塔、墩固结时，采用这种体系能减少混凝土徐变影响，并可抗震消能，因此地震烈度较高地区可采用该体系，以提高结构固有周期。为形成纵向能摆动的飘浮体系，拉索在立面布置应为辐射形或扇形。通常为减小塔根处梁无索区的正弯矩，可在塔下设置竖直索（又称零号索），使得梁在该处有一弹性支承点，或在塔的下横梁设置竖向支座，以形成半飘浮体系，如南京长江二桥南汉斜拉桥就采用半飘浮体系。为阻止飘浮体系产生过大纵向位移，可采用纵向弹性约束：在主塔两侧设置一端固定在主塔下横梁、另一端固定在主梁上的弹性拉索。这种支承方式首次用于日本名港西大桥，白沙洲长江大桥、芜湖长江大桥也采用了这种支承方式对主梁纵向位移进行适当约束。 2、支承体系在塔、梁固结时。桥塔处主梁下设置支座将形成全支承体系，这时支座承载能力应十分强大，一般仅用于小跨径斜拉桥。

对于大跨度斜拉桥，由于上部结构反力过大，支座构造复杂，制作困难，且动力特性欠佳，不利于抗震、抗风，故不宜采用。 3、塔、梁、墩固结体系采用这种体系，能克服上述大吨位支座的制造困难并提供稳定的施工条件，宜用于独塔斜拉桥的设计。但其动力性能差，在窄桥情况下尤其严重。为克服体系温度应力影响，双塔情况下，通常在中跨设挂孔或铰，但不利于养护及行车舒适性。在边孔高度不大及不影响通航情况下，布置辅助墩对改善结构受力状态、增加施工期安全均十分有利，并可大大提高全桥刚度。辅助墩位置由跨中挠度影响线确定，同时亦要兼顾索距及施工需要，辅助墩数量应综合考虑技术需要以及全桥整体经济效益。二、斜拉桥有限元模型的建立及其动力特性 1、主桥设计概况该桥为双塔斜拉桥，墩、塔、梁固结，跨径组成为150+300+l50m.其中15om边跨、30Om主跨梁均为预应力混凝土箱梁。桥塔采用塔高132m边跨混凝土箱梁侧、主跨箱梁侧均为双索面。主梁采用预应力混凝土结构，混凝土强度为C60 级；主梁高 3.500m,双向横坡2%总宽30m顶板厚30m横隔板间距3.00m、2.50m,横隔板板厚14cm（索处）、12cm（非拉索处）、16cm（支座处）。斜拉桥混凝土箱梁：主梁采用边箱分离式混凝土箱梁, 混凝土强度为C60 级。斜拉桥桥塔：主塔全高132m桥面以上塔高72m桥面以下塔30m主

拱桥吊杆张拉力分析

拱桥吊杆张拉力分析钢管混凝土系杆拱桥主要由拱肋、系梁、吊杆三部分组成，主梁弹性支撑于吊杆上，并通过吊杆传递到主拱肋。主拱肋主要受压，产生水平推力，此推力通过系梁里的预应力来平衡，因此，系杆拱桥是一种自平衡体系。由于其三部分之间相互制约、相互依存，各部件在施工过程中相互影响，因此，在设计和施工中须综合考虑各因素，使拱桥受力达到最佳。系杆拱桥设计、施工过程中，成桥索力的确定和吊杆施工张拉力计算是最重要的问题，本文通过实例说明一种桥梁电算过程中可行的计算施工张拉力的方法。 1 工程实例概况某拱桥的跨径为70m采用刚性系杆刚性拱，柔性吊杆。计算跨径分别为67.6m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/4，中拱矢高16.9m。拱肋采用圆端型钢管混凝土，主拱钢管宽160cm，拱肋高为140cm，钢管及腹板壁厚1.8cm，内充C50微膨胀混凝土。系杆采用箱形断面，吊杆处高为188cm，底宽为300cm，壁厚100cm。吊杆间距为4.6m，每片拱肋设吊杆13根。吊杆采用127ø7的镀锌高强钢丝索，桥面以上2m高度外包不锈钢套管；中横梁高度为184～206cm，宽60cm；端横梁采用箱型断面，高184m～206cm，宽300cm。桥面2%横坡通过横梁高度的变化进行调整；桥面板采用整体式实心板，厚25cm。风撑采用桁架风撑，由外径80cm和60cm钢管焊接而成，系杆和横梁为预应力混凝土结构。图1 大桥立面图（单位：cm） Fig.1 Elevation view of the bridge （U：cm） 2 本桥施工顺序（1）搭支架浇注系杆，现浇端横梁及拱肋钢管预埋段；张拉端横梁第一批预引力钢束及张拉第一批系杆预应力钢束。（2）浇注中横梁，并张拉相应中横梁内第一批预应力钢束。（3）安装拱肋钢管、风撑钢管。（4）至下而上分阶段泵送钢管混凝土。（5）架设吊杆并按顺序初始张拉。（6）张拉第二批系杆预应力钢束，张拉端横梁第二批预应力钢束。

拱桥静、动力荷载试验方案毕业设计之欧阳与创编

毕业设计（论文）前言拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥梁体系。拱式结构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力，由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。这样便可以充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料来修建拱桥，由于拱桥的这些优点，使得它成为我国公路桥梁中主要的桥型之一[1]。桥梁结构与生物的生长衰亡周期一样，具有其独特的生命周期。而在桥梁结构的生命周期内发生的结构缺陷和损伤将不可避免地影响桥梁的使用性能。为此，在桥梁的寿命周期内需对桥梁的使用状况、缺陷及损伤进行全面检测，明确缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，以便分析、评价缺陷及损伤对桥梁性能和承载力的影响。精确有效地评估桥梁的实际承载能力具有重大的社会经济价值：一方面它可以减少不必要的加固、维修费用；另一方面，也可以确保交通基础设施的安全性能。桥梁结构的鉴定主要包括既有桥梁的检算和外观检测工作以及荷载试验，通过检算与外观的检测，可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断

与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其是承载力的鉴定，目前还离不开荷载试验[2]。桥梁荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，涉及面广。应在桥梁调查和检算的基础上确定试验项目，仔细地考虑试验的全过程，预计可能出现的问题及处理方法，制定切实可行的试验计划，保证试验工作的顺利进行。荷载试验是要弥补桥梁调查和检算中的不足，使桥梁承载能力鉴定工作进一步深化。按桥梁荷载试验方法，通过对试验桥梁进行荷载试验，检测控制截面应力、挠度、裂缝及桥梁动力特性指标，以达到下述目的[3]： (1) 检验桥梁设计与施工质量对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁，在设计施工过程中必然会遇到许多新的问题，为保证桥梁建设质量，施工过程中往往要求作施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验，以检验桥梁整体受力性能和承载能力是否达到设计文件和规范的要求，并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。 (2) 判断桥梁结构的实际承载能力旧桥由于构件局部发生意外损伤，使用过程中产生明显病害，设计荷载等级偏低、原有设计资料遗失以及需要通过特种车辆等原因，都有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及其承载力、受力性能的下降幅度，确定其运营荷载等级。同时，荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。 (3) 验证桥梁结构设计理论和设计方法

系杆拱桥施工过程吊杆索力分析

系杆拱桥施工过程吊杆索力分析系杆拱桥是一种常见的桥梁结构，通过拱形桥墩和系杆连接桥梁上部结构的施工方式，可以有效地分担桥梁荷载，并具有较好的抗震能力。在系杆拱桥的施工过程中，吊杆是起到连结桥梁上部结构和拱形桥墩的作用，承受着施工期间的荷载。吊杆的索力分析是十分重要的一项工作，下面将对系杆拱桥施工过程吊杆索力分析进行详细说明。系杆拱桥的施工过程中，吊杆的索力分析主要包括弦杆的张拉过程和系杆荷载的分析两个方面。首先，弦杆的张拉过程。在施工初期，吊杆需要安装，这时需要对吊杆进行张拉，使其达到设计要求的索力。张拉过程中，需要考虑到吊杆的受力平衡问题，保证吊杆的合理工作状态。一般情况下，吊杆的张拉力应该能够满足设计荷载要求，并确保吊杆产生的应力不超过允许范围。可以通过施工中的张拉设备对吊杆进行张拉，并根据实测数据进行调整，调节吊杆的张拉力，以达到设计要求。其次，系杆荷载的分析。在施工过程中，桥梁上部结构和拱形桥墩承受着施工荷载，这些荷载会通过系杆传递到吊杆上，对吊杆产生一定的作用力。系杆荷载的分析主要包括水平荷载和竖向荷载两个方面。水平荷载是由风荷载引起的，桥梁上部结构对风荷载有一定的抵抗能力，但仍然会对吊杆造成一定的侧向作用力。竖向荷载是由桥梁自重和施工荷载引起的，这些荷载会通过拱形桥墩传递到系杆上。对于不同位置的吊杆，其受到的竖向荷载大小和方向也有所不同。为了保证吊杆的安全性能，需要对吊杆受到的竖向荷载进行分析，并进行合理的结构设计。在进行吊杆索力分析时，还需要考虑到材料的强度、刚度和变形等因素。吊杆的索力分析一般通过计算方法进行，可以采用有限元分析或者结

桥梁结构的动力响应分析

桥梁结构的动力响应分析桥梁是连接两个地区的重要交通工具，承受着车辆和行人的巨大荷载。在日常使用中，桥梁结构会受到各种动力作用的影响，如行车振动、地震等，这些作用会导致桥梁的动力响应。因此，对桥梁结构的动力响应进行分析具有重要意义，可为桥梁的设计和维护提供依据。桥梁结构的动力响应可以理解为结构在受到外力作用时的反应。动力响应的分析可以通过数学建模和计算方法来完成。在模型建立时，需要考虑桥梁结构的几何特征、材料性质以及外部载荷等因素。针对不同的桥梁类型，可以采用不同的动力响应分析方法，如模态分析、频率响应分析等。模态分析是一种常用的动力响应分析方法。它通过求解桥梁结构的振型和频率，来获得结构在不同模态下的响应。在进行模态分析时，首先需要建立桥梁的有限元模型。有限元模型将桥梁结构离散成一系列的节点和单元，节点代表结构的位移自由度，单元代表结构的刚度和质量。接下来，需要确定桥梁结构的边界条件和荷载情况。通过解析有限元方程，可以得到桥梁结构的振型和频率，进而获得桥梁在不同模态下的动力响应。频率响应分析是另一种常用的动力响应分析方法。它通过求解结构在一定频率范围内的响应，来了解结构对频率变化的敏感性。频率响应分析的关键是确定结构的频率响应函数。频率响应函数描述了结构在受到谐振激励时的响应特性。与模态分析类似，进行频率响应分析时也需要建立桥梁的有限元模型，并确定边界条件和荷载情况。通过求解有限元方程，可以获得桥梁结构在一定频率范围内的响应。除了模态分析和频率响应分析，还可以采用时程分析等方法进行桥梁结构的动力响应分析。时程分析是一种基于时间的分析方法，通过考虑结构的初始条件和外部载荷的时变特性，来获得结构在不同时间点上的响应。时程分析可以考虑到荷载的突变和变化速率等因素，更加贴近实际工况。

系杆拱桥结构受力分析

系杆拱桥结构受力分析作者：*** 来源：《中国水运》2021年第12期

摘要：系杆拱桥兼具拱桥的跨越能力和简支梁桥对地质基础的适应能力的优点，故而广泛应用于国内外的桥梁建设。本文以某系杆拱桥为研究背景，用有限元软件Midas/Civil对桥梁进行模拟，分析其吊杆和拱肋结构受力，得出以下结论：（1）恒载引起吊杆和拱肋的内力

比活载较大;（2）在恒载和活载作用下，拱肋在拱脚处弯矩较大;（3）对于有纵坡的系杆拱桥，其纵向的不对称性会对拱肋弯矩产生影响。研究结果可为同类桥梁设计与后期加固提供参考依据。关键词：系杆拱桥;Midas/civil;受力分析中图分类号：U448.22+5 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）12-0151-03 系杆拱桥是主要由拱肋、吊杆和系梁组成的一种复合结构体系，因其内部超静定外部简支的受力特性，故兼具有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强两大特点。当桥面高程受到严格限制而桥下又要求有较大的净空，或当墩台基础地质条件不佳但又要保证较大跨径时，系杆拱桥是一种较优越的桥型[1-4]。由于系杆拱桥设计和施工技术逐渐趋于成熟，在许多城市建设和公路修建上得到大量运用，如广州南沙凤凰三桥、扬州大运河桥等，均为系杆拱桥结构[5-6]。但随着时间推移，许多系杆拱桥均存在服役过久，使用负荷较大现象，而且当时设计和施工技术不完善，导致目前部分系杆拱桥仍存在许多问题，如出现裂缝，变形等病害，甚至直接发生倒塌，危及人民生命财产安全[7-8]。为减少此类情况发生，笔者以某系杆拱桥为研究背景，以此桥的受力情况分析其内力作用机理。具体方法为，使用有限元软件Midas/Civil 对桥梁进行数值模拟，以软件模型模拟桥梁真实受力情况，并读取其各部件在荷载作用下的内力情况，分析其吊杆和拱肋结构受力，本文研究结果可在同类桥梁设计以及后期加固过程中提供一定的参考依据。 1工程概况桥梁全长179米，全宽40米，按整幅桥设计。桥型为全钢结构系杆拱桥。桥上设置双向6车道，两侧各6米人行道及中央4米中分带。设计荷载为汽车荷载城-A，人群荷载按城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）设计。桥梁立面布置如图1所示。主梁采用扁平焊接钢箱梁，共设18道纵腹板。梁两侧高1.7m，中间高1.88m，设有横坡。顶板厚16mm，底板厚14mm。钢箱梁顶板采用U形肋（上口宽300mm，底板宽 170mm，高280mm，板厚8mm），底板采用板肋（高200mm，宽12mm）。拱肋采用箱型截面，采用二次抛物线线型。计算跨径为152m，矢高30m，矢跨比1/5.2 。全桥设3道拱肋，拱圈高20m，宽为1.96m，标准断面钢板厚度为30mm，拱脚加强区为60mm。全桥拱肋共有3×29根吊杆，吊杆纵向间距按5m设置，横向轴线距15.1m。吊杆上端锚固于拱肋下缘吊耳处，下端锚固于梁底。张拉端设置在梁底。吊杆采用新型吊杆体系，每根吊杆

系杆拱桥系杆、吊杆设计寿命及相关问题

拱桥吊杆、系杆的使用寿命及相关问题钟启宾摘要：吸取以往工程的教训、经验，依据当前科技水平和生产能力，提出对柔性系杆拱桥系杆、吊杆结构、类型的设计、选型原则、养护和防腐的建议。关键词：柔性系杆拱桥系杆吊杆腐蚀选型原则可更换防腐 1前言：1986年以来，由于我国逐步形成了镦头锚、群锚体系的科研与生产能力，柔性系杆拱桥广泛兴建。尤其是近十年来钢管混凝土拱桥的设计与施工技术的迅速发展，使这种桥式更加广泛地被采用。目前，我国的丫髻沙桥是世界最大跨度的中承式钢管混凝土系杆拱桥（76+360+76m），上海卢浦大桥创造了跨度550m中承提篮式钢箱系杆拱的世界纪录。系杆拱桥的系杆、吊杆是平衡拱肋水平推力和把中横梁、桥面系的恒载与活载传递到拱肋的关键受力构件，它的使用寿命关系到拱桥的整体寿命和安全。非常令人不安的是，有些拱桥（含其他拉索体系桥梁）建成仅仅几年、十几年就因拉索体系的破损、腐蚀而被迫换索，甚至发生事故。 2以往的教训由于科学技术和工业水平发展的进程制约着人们对金属、非金属材料腐蚀机理（氢脆、应力腐蚀、腐蚀疲劳等）的认识和防腐意识的深化及防腐措施的有效增强。直至今天这些认识、意识和措施还在不断深化、完善和发展；许多材料、工艺技术和方法还有待环境和时间的考验。面对这些问题，业主和设计院起主导作用，直接相关单位是监理、材料生产厂家、施工单位、养护维修单位。多少年来，腐蚀造成桥梁损坏和事故的教训是极其深刻和惨痛的！ 2.1国外美国帕斯克.肯涅威科桥仅通车7年即被迫换索；纽约威廉斯堡桥从1903年建成后，在1921、1924、1963年都对488m主缆和锚缆进行过全面修补，到1992年还进行长达两年的更加彻底的防腐维护；德国汉堡科尔布兰特斜拉桥仅通车几年即因斜缆严重腐蚀而全部更换，其费用相当于建

钢管混凝土拱桥动力特性分析

钢管混凝土拱桥动力特性分析孔祥利【摘要】钢管混凝土拱桥力学模型有多种简化模拟方式,但每种模拟方式是否都能比较接近地反应出拱桥的真实动力特性及其对动力特性影响有多大,还尚未研究.本文将建立三种不同的有限元力学模型,分析其不同的模拟方式对拱桥动力特性的模拟是否相近. 【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)029 【总页数】4页(P136-139) 【关键词】钢管混凝土拱桥;双单元法;换算截面法;脊梁式;严密的板桥模型;动力特性【作者】孔祥利【作者单位】江苏联合职业技术学院南京分院,南京210019 【正文语种】中文【中图分类】U44 0 引言分析钢管混凝土拱桥真实动力特性的必备条件是建立一个合适的桥梁动力模型，因此建立符合受力原理的桥梁空间模型是动力分析的关键之处。钢管混凝土拱桥空间模型的建立实际上就是将实物通过力学抽象，简化成能用于动力特性分析的空间模

型，但模型的简化必须使力学模型尽可能地符合实际结构的情况。本文对同一座钢管混凝土拱桥模拟出三种简化模型，分析这三种不同简化程度的模型对钢管混凝土拱桥的动力特性影响。 1 钢管混凝土拱桥模型简介[1] 1.1 总体设计全桥孔跨布置为边跨分别是两孔20m和一孔16m的钢筋混凝土简支T形梁，主跨是256m的中承式钢管混凝土拱桥，全桥总跨度为312m（图1），伸缩缝设置在桥面的梁端与桥台接缝处。 1.2 主拱拱肋主桥拱肋为双肋拱，计算跨径为248m，矢高为50.155m，矢跨比为1/4.945。每片拱肋由4-1000钢管混凝土组成，用缀板、缀条连接成为钢管混凝土格构柱。拱轴线是以悬链线为基础的三次样条曲线，沿拱轴采用变高度（拱顶Hi=2.4m，拱脚 Hi=4.842m）、等宽度截面（b=2.4m），两条主肋间中心距11.6m，共设置了12个型撑、17个横撑，每个横撑为空钢管构成的桁式梁。 1.3 拱上立柱及拱肋吊杆根据高度的不同，拱上立柱分别采用直径900mm和直径800mm两种截面的 C30钢筋混凝土圆柱，上端与横梁固结，下端用钢制柱脚支承在拱肋上。拱肋吊杆采用R=1860MPa的热镀锌高强低松弛钢丝束，主拱拱肋的上缀板及横梁的下缘用OVM-LZM型冷铸镦头锚，高程调整端设置在横梁的下端。 1.4 拱上横梁普通横梁长12.6m，用于桥面与主拱肋的相交区的加长横梁长18.70m，横梁的计算跨径均为11.6m；主拱拱肋与桥面相交处的第一根吊杆下的横梁为C50预应力混凝土梁，其余横梁均为C40钢筋混凝土梁。 1.5 桥面系

桥梁工程MidasCivil常见问题解答第06章分析

第六章〝分析〞中的常见问题 6.1 什么缘故稳固分析结果与理论分析结果相差专门大？〔是否考虑剪切对稳固的阻碍〕具体问题当采纳I56b 的工字钢进行稳固运算时，其运算出的结果与材料力学的结果差别较大。运算采纳的模型为1米高的一端固接、一端受集中荷载的柱。集中荷载的大小为-10tonf 。理论值为程序运算的1.78倍，什么缘故？压杆稳固运算公式：() 2 22L EI P cr π= 相关命令模型〉材料和截面特性〉截面... 问题解答材料力学给处的压杆稳固理论公式是基于细长杆件而言的，关于截面形式为I56b 型钢来说，1m 高的柱构件明显不能确实是细长杆件，相反其截面高度和柱构件长度相差不多，属于深梁结构。因此该理论公式不适合于本模型。图6.1.1 柱构件模型消隐成效相关知识另外关于深梁结构，是否考虑剪切变形对结构的运算结果阻碍专门大，在MIDAS 中默

认对所有梁结构考虑剪切变形，假如不想考虑剪切变形，能够在定义截面时不选择〝考虑剪切变形〞如下图6.1.2，或者在定义数值型截面时，将剪切面积Asy和Asz输入为0即可。图6.1.2 截面定义不考虑剪切变形 6.2什么缘故定义几何刚度初始荷载对结构的屈曲分析结果没有阻碍？具体问题在进行拱桥稳固分析时，考虑拱肋轴力对稳固的阻碍，将拱肋成桥轴力输入到几何刚度初始荷载中，进行稳固分析，发觉几何刚度初始荷载对稳固分析结果没有阻碍，什么缘故？假如考虑初始内力对结构稳固的阻碍？相关命令荷载〉初始荷载〉大位移〉几何刚度初始荷载... 荷载〉初始荷载〉小位移〉初始单元内力... 问题解答 MIDAS中的稳固分析属于线性分析，不能与非线性分析同时执行，因此假如考虑结构的初始刚度，需要在初始单元内力中输入结构的初始结构内力。几何刚度初始荷载用于运算非线性时形成结构的初始单元刚度，对线性分析没有阻碍。