徐子杰，冯亮洪，龚梦琦，江静航，卢彭真

(1.浙江工业大学 杭州市 310014； 2.义乌市交通工程质量安全监督管理站 义乌市 322000；3.浙江临金高速公路有限公司 杭州市 310000； 4.温岭市公路管理局 温岭市 317500)

钢管混凝土拱桥与其他坞工材料或钢筋混凝土拱桥在材料性能、结构体系等方面都有着明显的差异，基于工程建设的实际需求，对其动力性能的研究就显得十分必要。以主跨为30m+80m+30m的飞鸟式钢管混凝土拱桥为例，建立ANSYS全桥模型，结合ANSYS有限元软件分析结果，选取自振频率与振型特征作为重要参数进行钢管拱桥动力效应研究。

1 工程概况及有限元模型建立

主桥主跨为30m+80m+30m的飞鸟式钢管混凝土拱桥，桥梁全宽64.6m，左右分幅，单幅桥桥面宽32.2m。其中，80m中跨采用中承式钢管混凝土拱肋，拱轴线为二次抛物线，矢跨比1/4，矢高20m，净跨径74.75m，拱肋截面为宽×高=1.2×2.7m的哑铃形钢管混凝土结构，钢管和平联壁厚均为24mm，内填C50微膨胀混凝土，矢跨比1/7.5，矢高8m。

如图1所示，采用大型通用有限元软件ANSYS建立了钢管混凝土拱桥的有限元模型。将主拱肋钢管及混凝土、横梁、纵梁、风撑、立柱等都模拟成Beam188空间梁单元，系杆和吊杆采用link8单元模拟，立柱和横梁之间采用combine14模拟。

2 钢管拱桥动力参数分析

采用ANSYS对钢管拱桥进行模拟并进行模态分析，并通过模态扩展为前10阶。通过计算求得自振频率见表1，并选取前4阶振型形态见图2。

表1 前十阶振型与频率值列表

由以上可知该钢管混凝土拱桥的主要振型包括拱肋面外弯曲、拱肋和主梁整体竖向弯曲以及拱肋扭转，总体来说振型较为复杂。……