基于车桥耦合的钢管混凝土拱桥车桥冲击系数研究

韩艳，李浩，薛繁荣

(长沙理工大学 土木与建筑学院，湖南 长沙 410004)



基于车桥耦合的钢管混凝土拱桥车桥冲击系数研究

韩艳，李浩，薛繁荣

(长沙理工大学 土木与建筑学院，湖南 长沙 410004)

摘要:以某钢管混凝土拱桥为研究对象，利用ANSYS软件建立了该桥的三维有限元模型，然后基于两轴车辆模型作用下的车-桥耦合振动模型，自编车桥耦合振动程序从路面粗糙度、行车速度、行车数量和行车间距4个方面对钢管混凝土拱桥的动力响应和冲击系数进行分析，计算结果表明：路面粗糙度、车辆行驶速度、车辆数量以及车辆间距对桥梁冲击系数均有一定程度的影响，所得出的结论可为钢管混凝土拱桥设计及后期养护提供参考。

关键词：钢管混凝土拱桥； 车桥耦合振动； 有限元模型；冲击系数

近年来，钢管混凝土拱桥因具有承载能力高、跨越能力强、抗震性能好等优点得到了飞速发展，被越来越多的实际工程所运用，然而，在实际应用过程中，这类桥梁的行车舒适性问题却十分突出，成为广大研究者关注的对象。钢管混凝土拱桥由于结构自重较轻、刚度较小，尤其是中、下承式拱桥悬吊桥道系常采用漂浮体系，整体性较差，桥面振动问题较为突出，对桥梁的使用性能有较大的影响。而目前，钢管混凝土拱桥一般采用中、下承式结构，吊杆较长，活载在总荷载中所占比重较大，因此动力作用显著，加上这类桥梁复杂的造型使其在车辆作用下振动机理变得十分复杂，为保证车辆在桥上行驶的舒适性，对该类桥梁在车辆作用下的冲击效应进行研究显得尤为重要。……