【摘 要】
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钢管混凝土拱桥因其跨越能力强、施工时可将空钢管作为模板以及良好的技术经济性等诸多优点,得到了广泛运用。然而,随着目前钢管混凝土拱桥跨径的逐渐增大以及交通形式的日益复杂,桥梁振动现象愈加明显。移动荷载会对桥梁产生冲击效应,增大桥梁的响应,通常用冲击系数来表示这种效应。虽然大量学者针对冲击系数进行了研究,但仍未达成共识。此外,实测冲击系数普遍大于规范冲击系数,因此有必要针对大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数
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钢管混凝土拱桥因其跨越能力强、施工时可将空钢管作为模板以及良好的技术经济性等诸多优点,得到了广泛运用。然而,随着目前钢管混凝土拱桥跨径的逐渐增大以及交通形式的日益复杂,桥梁振动现象愈加明显。移动荷载会对桥梁产生冲击效应,增大桥梁的响应,通常用冲击系数来表示这种效应。虽然大量学者针对冲击系数进行了研究,但仍未达成共识。此外,实测冲击系数普遍大于规范冲击系数,因此有必要针对大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数进行深入研究。本文依托课题组监控的数座钢管混凝土拱桥,采用数值方法开展以下研究工作:（1）采用Ansys和Midas/Civil两种有限元程序分别建立简支梁桥,用匀速移动集中力模拟车辆,进行不同车速下简支梁桥的时程分析,相互验证有限元计算结果的正确性;对比模态叠加法和直接积分法计算出的冲击系数和动态响应结果,提出适用于大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数计算方法。（2）结构自振特性是研究结构动力特性的基础,基于犍为岷江大桥等依托工程,建立空间有限元模型进行模态分析,并和部分实测数据加以比较,验证有限元数值模型的正确性;在此基础上,开展拱肋混凝土强度、横撑布置形式、矢跨比三种设计参数下结构的自振特性分析。（3）当桥梁质量远远大于车辆质量时,可忽略车辆在桥梁上行驶的惯性效应。依托桥梁的质量远大于车辆质量,故采用匀速移动集中力模拟汽车荷载,进行桥梁动态响应分析和冲击系数计算。考虑车辆行驶速度、混凝土强度、横撑布置形式、矢跨比、阻尼比、车辆数量等六种因素,分析其对公路大跨钢管混凝土拱桥结构动态响应和冲击系数的影响。（4）统计目前部分已建跨径150m以上钢管混凝土拱桥的基频、跨径和冲击系数,通过回归分析方法,建立跨径、基频及冲击系数之间的关系式;分析车速对大跨钢管混凝土拱桥冲击系数影响,建立车速、桥梁跨径以及车辆对桥梁扰动频率之间的计算公式,提出车桥共振的初步判断依据。
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