3 大跨度钢桁架桥梁的模态分析

　　模态分析是动力学分析中很重要的基础分析，是谐响应分析，瞬态分析及反应谱分析等其他动力学分析的起点。模态分析一般用来确定结构的振动特性，来计算结构的固有频率和主振型。这些参数即是结构承受动力荷载作用下的重要参数，同时也是结构其他各类型动力学分析的基础，而在模态分析中，低阶振型对结构起控制作用，文中采用大型通用有限元软件ANSYS，采用子空间迭代法进行桥梁模态分析。

　　刚桁架桥的第一阶振型以竖向对称弯曲为主，自振频率为0.94053Hz，自振周期为1.0632s。自振周期长，固有频率低，此振型在刚桁架桥的地震响应中占了很大的比例；刚桁架桥的反对称竖弯出现的比较早，自振频率为1.3191Hz，自振周期为 0.7581s。此阶振型对钢桁架桥的竖向地震反应影响很大；该桥较早出现的振型是以竖桥向为主，说明该刚桁架桥对竖向地震动作用较为敏感。

　　4 大跨度钢桁架桥梁结构设计方法

　　1）现有的很多大型建筑物所采用的结构为大跨径式，跨径不断的增加就要考虑在结构物的自重方面进行改良，传统的钢筋混凝土材料已经不能满足现在的建筑要求。这就需要在大跨径桥梁结构中使用钢桁架。这就可以降低结构物的自重，提高大跨径桥梁的结构刚度，对于抗震方面的性能也有很大的提升。在设计规范中，将钢桁架支撑结构的抗震等级由普通的三级提高到抗震二级，对于一些重要的建筑物或是地震多发区桥梁结构需要将整体结构的刚度提高到抗震一级；

　　2）在对于大跨径桥梁的结构分析中，对于受力结构使用力学模型进行分析，在建立力学模型中常使用2D和3D进行模拟，使用的分析软件有SATWE，PMSAP及ETABS。根据这些软件的模型建立及模拟，最终得到桥梁结构中杆件的受力分配情况，并根据杆件之间的位移来对内力进行分析研究，以达到对桥梁结构的整体分析，并结合钢桁架桥梁和周边的环境特点，设计出最为合理的桥梁模型；

　　3）尤为注意的是，在桥梁结构分析中，使用PMSAP 相关的分析系统，对于主跨部分的模拟分析，包括对主跨的结构抗震分析和风荷载情况下的受力分析，考虑到受力平面不均匀分布、楼板处不连续等不利因素，整合考虑桥梁在不利荷载下的工作情况，在结合这些分析数据之后，在一些结构承载薄弱的位置增设结构加强系杆或是其他组合结构，来保证在地震作用和风荷载的作用下能保证桥梁整体的稳定；

　　4）整体结构内力配筋计算均采用弹性楼板模式进行分析，充分考虑大跨度跃桥面板、桥梁箱室等腹板震动对周边结构构件产生的不利影响；同时对于腹板不连续的楼层，通过加大相应腹板厚度、提高腹板配筋率、采取双层双向配筋等加强措施，以确保水平荷载的有效传递。

　　5 结论

　　在桥梁建设当中，考虑到跨度和施工的方式等因素，选用不同的桥型进行施工。对于本文中提到的大跨径钢桁架桥梁的使用也越来越多。在本文中，详细的介绍了该桥型的优势，并提出了使用该桥型的技术特点。使用有限元的分析软件对于桥梁的整体结构进行分析，最终得出各个单元体的承载信息，在模态分析的角度下保证钢桁架梁桥的稳定性，为大跨度钢桁架梁桥的建设做好结构设计工作。不容忽视的是，在桥梁的结构设计中还要添加有桥梁后期的检测任务，将检测也纳入桥梁的整体结构设计当中，以形成桥梁设计、施工、使用和检测为一体的模式。

　　参考文献

　　[1]占智贵.基于ANSYS对大型刚桁架桥的模态分析[S].低温建筑技术，2011，10（11）：123-124.

　　[2]姜丽梅，江阿兰.基于ANSYS对钢桁架梁桥的静动力分析[S]. 低温建筑技术，2012，13（22）：230-233.

　　[3]王伟.铁路钢桁梁桥的详细有限元分析研究[D].成都：西南交通大学，2004，12（15）：119-121.

　　[4]李军.斜拉桥ANSYS结构动力特性分析[S].甘肃科技，2011，4（15）：189-190.

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