赵娟娟

（天津铁道职业技术学院，天津 300240）

一、工程概况

济南建邦黄河大桥位于济南市西北部老徐庄附近，主桥采用三塔斜拉桥，跨度布置为53．5＋56．5＋2×300＋56．5＋53．5m＝820m共6跨连续结构，整幅布置。三塔采用不等高形式布置，中塔高于两边塔。边跨长110m，中跨长300m，如图1所示。边塔采用塔、梁分离，主梁开8×4．5m的孔洞供边塔塔柱穿过，中塔采用塔、梁、墩固结体系。桩基础为摩擦桩，中塔桩长110m，边塔桩长100m，桩直径2m。

图1 三塔斜拉桥总体布置图（单位：m）

二、空间有限元模型的建立

模型A采用空间梁单元模拟，共计梁单元454个，节点597个。边塔和主梁交接处有竖向主从约束，中塔、梁、墩固结。边塔和中塔墩底固结。

图2 模型B

模型B是在模型A基础上建立承台、桩和土弹簧单元形成的，如图2所示。共计梁单元1273个，节点1498个，桩底固结。桩土的相互作用用等代土弹簧模拟［1］，土弹簧刚度k的确定采用“m法”［2］。

三、动力特性分析

对模型A和模型B均采用Lanczos法分析了桥梁结构动力特性，表1分别列出了两模型的前十阶自振频率和振型的主要特征，图3给出了模型B的部分振型图。

表1 模型A和模型B的动力特性比较

图3 模型B前四阶振型图

通过分析表1，可知：

1）模型B的自振频率均小于模型A的自振频率，说明考虑桩土效应后，结构体系变柔。

2）在模型A和模型B中，中塔横弯都出现较早，说明中塔横向刚度较小，应采取措施加大中塔横向刚度。

3）模型B中，边塔横弯比主梁对称竖弯较早出现，中塔在第七阶出现二阶横弯，说明考虑桩土效应之后，边塔和中塔的横向刚度都减弱。……