考虑频率约束的桥梁结构设计

余国平

摘 要：为提高桥梁结构的稳定性，在确定约束条件的基础上，构建频率约束模型，并以此模型为中心，着重分析基于频率约束的桥梁参数设计及桥梁结构设计研究，综合考虑了混凝土参数对桥梁结构设计的影响。在考虑频率约束下，进行桥梁结构设计，可有效提高桥梁的稳定性。

关键词：频率约束;桥梁结构;稳定性

0 引言

我国近年来桥梁坍塌事件时有发生，大部分是由于结构振动频率发生耦合造成的。桥梁结构如何避开振动的不利影响，减小振动频率对桥梁的约束性，是一个直接关系到桥梁安全稳定性的问题[1]。

1 频率约束优化模型

（1）确定约束条件。约束条件的确定与桥梁极限承载能力有关，因此首先需计算桥梁的极限承载状态，如下所示：

（1）

（2）

公式1及公式2中，是指桥梁钢结构屈服强度;是指桥梁承载效应设计值;为桥梁所受到的预应力分项系数;是指预应力作用下桥梁的收缩徐变效应系数，表示桥梁构件的承载力设计值;是指桥梁内部构件的承载能力计算;是指桥梁建筑材料强度值;表示桥梁在受到频率影响下的几何参数设计值[2]。

其次是桥梁箱形截面受弯构件的正截面承载力产生的频率约束：当腹板不受压时，即符合：

（3）

正截面抗弯承载力约束为：

（4）

式中：表示桥梁架构弯矩组合设计值;表示箱形截面腹板的宽度;表示频率重点产生区高度;表示截面有效承受频率干扰的高度;是指混凝土轴心抗压强度;是指桥梁用钢筋抗压强度;是指受压状态下桥梁钢筋横截面;是指受压状态下钢筋受力点到受力边缘的距离;是指桥梁受压状态下钢筋纵截面[3]。……