基于车桥耦合振动的钢管混凝土系杆拱桥动力响应分析

为研究钢管混凝土系杆拱桥在车辆荷载作用下的动力效应,利用ansys二次开发功能编写基于车桥耦合理论的车桥耦合振动分析程序,分析车速、车重以及路面不平顺等级3个因素对拱肋、端部吊杆及桥面跨中等关键部位动力响应的影响。分析结果表明:随车速、车重及桥面不平顺等级降低,桥梁跨中节点位移响应峰值不断增大,拱脚、1/4拱肋及拱顶截面处的应力最大值不断增大,最小值不断减小;但拱顶截面应力响应峰值对车重、车速及桥面不平顺等级的敏感程度较拱脚与1/4拱肋截面处的低。此外,桥梁跨中加速度响应峰值及端部吊杆应力幅对车重20 t最敏感,端部吊杆的应力幅随车速提高反而降低,当桥面不平顺等级为D级时端部吊杆应力幅达到186 MPa。最后,对比车-桥振动响应分析发现,随着桥面不平顺等级降低、行车速度提高,将会引起车体较大的竖向加速度峰值,进而引起桥梁结构较大的竖向位移。