王建伟

(西南林业大学土木工程学院，云南 昆明 650224)

1 工程概况

某新建桥梁采用三跨预应力(连续)刚构体系，桥梁长220 m，桥梁跨径布置(60+100+60)m，桥面宽12 m，荷载等级:公路—Ⅰ级，桥梁线形属于直线类型，箱梁的设计截面使用单箱单室截面，材料设计为C50混凝土，主梁设计截面梁高从墩柱连接位置处的6.08 m，变化至跨中截面梁高的2.38 m，腹板厚度采用0.50 m，0.50 m～0.70 m，0.70 m三个标准梯度变化，在8B～10B，14B～15B区段及0号块腹板变宽。箱梁底板厚度从根部0.32 m按1.8次抛物线变化至端部的0.71 m。

大桥整体图如图1所示。

2 有限元模型的建立

使用Midas Civil 2020建立三跨连续刚构桥有限元模型，桥梁结构的主梁单元和墩柱单元都采用梁单元模拟，一共建立了260个节点和253个单元，对于中跨主梁的梁单元共91个，两个桥梁墩柱一起有84个梁单元，在箱梁和墩柱共同连接部分采用主从节点处理，桥梁外边界采用一般支撑即可[1]。

桥梁有限元模型如图2所示。

建模分析时拟采用以下假设：

1)混凝土选择理想材料，假设各向同性，使用软件自带的材料特性值：箱梁C50混凝土弹性模量取3.45×104MPa；墩柱C40混凝土弹性模量取3.25×104MPa。

2)截面变形及应力分布按弹性力学中的平截面假设为前提计算。

3)考虑二期10 cm厚混凝土现浇层质量对计算基频时的影响，将其简化为线荷载加在主梁上。

理论上确定桥梁结构的固有频率、振型以及阻尼系数等动力特征值，只需确定桥梁结构的固有属性即可，固有属性在有限元模型建立过程中通常表现为桥梁形式、材料种类、结构边界和自重系数及其分布等，桥梁外作用与这些固有属性不存在任何直接关系，所以当构件的物理、力学特性因损伤或其他因素而发生变化时，其自身动力特性也将变化。……