重庆菜园坝长江大桥素材

1、工程概况工程概况 重庆菜园坝长江大桥工程是重庆菜园坝长江大桥工程是1996年国务院批准的重年国务院批准的重 庆总体规划中的主城区的一座特大桥梁，同时也是庆总体规划中的主城区的一座特大桥梁，同时也是 主城区规划中又一条南北大通道上的关键工程。主城区规划中又一条南北大通道上的关键工程。 重庆菜园坝长江大桥主桥是刚构重庆菜园坝长江大桥主桥是刚构-桁架桁架-系杆拱特大系杆拱特大 公轨两用无推力式钢箱系杆拱桥。大桥主桥由公轨两用无推力式钢箱系杆拱桥。大桥主桥由 420m中跨和两侧对称布置的中跨和两侧对称布置的102m+88 m边跨组成，边跨组成， 420 m 的主跨居世界同类桥梁之首。的主跨居世界同类桥

2、梁之首。 主桥全长为主桥全长为 800 m。 全桥气动弹性模型的设计 相似原理 无量纲参数的相似要求无量纲参数的相似要求 无量纲参数无量纲参数 表达式表达式物理意义物理意义相似要求相似要求 Reynolds 数数UB/气动惯性力气动惯性力/空气粘性力空气粘性力钝体可不模拟钝体可不模拟 Froude数数GB/U2结构物重力结构物重力/气动惯性力气动惯性力严格相似严格相似 Strouhal数数FL/U时间尺度时间尺度严格相似严格相似 Cauchy数数E/U2结构物弹性力结构物弹性力/气动惯性力气动惯性力严格相似严格相似 密度比密度比s、结构物惯性力结构物惯性力/气动惯性力气动惯性力严格相似严格相似

3、 阻尼比阻尼比每个周期耗能每个周期耗能/振动总能量振动总能量严格相似严格相似 计算模型计算模型 根据根据公路桥梁抗风设计指南公路桥梁抗风设计指南(JTG D60- 2004)，静风荷载下全桥主梁的力学模型采用，静风荷载下全桥主梁的力学模型采用 单脊式模型。轴线通过主梁断面的扭心，整单脊式模型。轴线通过主梁断面的扭心，整 个主梁的刚度（轴向刚度，二个方向的抗弯个主梁的刚度（轴向刚度，二个方向的抗弯 刚度和绕轴线的自由扭转刚度）以及分布质刚度和绕轴线的自由扭转刚度）以及分布质 量集中在轴线上，通过短刚臂与拉索形成量集中在轴线上，通过短刚臂与拉索形成 “鱼骨式鱼骨式”模型，同时质量惯性矩也通过短模型

4、，同时质量惯性矩也通过短 刚臂调节。刚臂调节。 自振特性分析自振特性分析 结构动力特性分析是进行风致振动研究的基础，模型风洞试结构动力特性分析是进行风致振动研究的基础，模型风洞试 验及风致振动分析都必须以结构动力特性分析结果为依据。验及风致振动分析都必须以结构动力特性分析结果为依据。 桥梁结构动力特性计算采用了通用有限元分析软件桥梁结构动力特性计算采用了通用有限元分析软件 ANSYS8.0，计算中考虑了重力作用后变形和索初张力的影，计算中考虑了重力作用后变形和索初张力的影 响。以下为该大跨度拱桥在施工及成桥阶段的主要计算状态：响。以下为该大跨度拱桥在施工及成桥阶段的主要计算状态： 1、拱、拱1

5、/2悬臂状态（拱肋合拢前）；悬臂状态（拱肋合拢前）； 2、最大悬臂状态（拱肋合拢前）；、最大悬臂状态（拱肋合拢前）； 3、全桥合拢状态（主桥合拢前）；、全桥合拢状态（主桥合拢前）； 4、全桥临时状态（索塔拆除前）；、全桥临时状态（索塔拆除前）； 5、全桥成桥状态（实际运营时）。、全桥成桥状态（实际运营时）。 主拱主拱1 /4悬臂状态悬臂状态 主桁合拢前状态主桁合拢前状态 全桥成桥临时状态全桥成桥临时状态 全桥运营成桥状态全桥运营成桥状态 主拱最大悬臂状态主拱最大悬臂状态 整体模型 节段模型试验节段模型试验 主拱静力模型主拱静力模型 （静力三分力）坐标系（静力三分力）坐标系 全桥有限元模型全桥有

6、限元模型 1 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

7、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

8、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

9、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

10、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

11、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

12、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

13、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

14、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

15、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

16、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

17、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

18、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

19、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

20、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

21、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

22、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0

23、 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 X Y Z MAY 29 2004 23:01:19 ELEMENTS 颤振临界风速的测定颤振临界风速的测定 风速比风

24、速比 (m/s) (m/s) e 23.5 9.9232.65 9.9232.65 9.9232.65 节段动力试验节段动力试验 涡激振动试验 测点布置 成桥状态。三维摄像位移测量装置用于测量跨中位移和拱的跨中位移。成桥状态。三维摄像位移测量装置用于测量跨中位移和拱的跨中位移。 加速度传感器测量跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加加速度传感器测量跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加 速度，横向加速度。速度，横向加速度。 全桥成桥临时状态（塔架未拆除）。三维摄像位移测量装置用于测量全桥成桥临时状态（塔架未拆除）。三维摄像位移测量装置用于测量 塔架顶部位移和拱的跨中位移，加速度

25、传感器测量主桥跨中竖向加速度，塔架顶部位移和拱的跨中位移，加速度传感器测量主桥跨中竖向加速度， 跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横 向和纵向加速度。向和纵向加速度。 主桥最大悬臂施工状态。主桥最大悬臂施工状态。 三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位 移和桥面最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量主桥跨中竖向加速移和桥面最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量主桥跨中竖向加速 度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向

26、加速度，横向加速度，以及塔架顶 部横向和纵向加速度。部横向和纵向加速度。 拱最大悬臂施工状态。拱最大悬臂施工状态。 三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移 和拱最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨和拱最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨 中横向加速度，拱中横向加速度，拱1/4跨的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向跨的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向 和纵向加速度。和纵向加速度。 拱拱1/4悬臂施工状态。悬臂施工状态。 三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位

27、移 和拱和拱1/4悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨中悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨中 横向加速度，拱横向加速度，拱1/4跨的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向和跨的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向和 纵向加速度。纵向加速度。 气动弹性模型模态测试气动弹性模型模态测试 模态测试的目的是检验模型的结构动力特性模态测试的目的是检验模型的结构动力特性 是否与原型计算值之间满足相似关系。模态是否与原型计算值之间满足相似关系。模态 测试采用的激振系统由信号发生器、功率放测试采用的激振系统由信号发生器、功率放 大器和激振器组成，测量系统由悬臂式位移

28、大器和激振器组成，测量系统由悬臂式位移 计、加速度传感器及随机信号及振动分析系计、加速度传感器及随机信号及振动分析系 统统CRAS组成。采用步进正弦扫频方法测量组成。采用步进正弦扫频方法测量 模型的各阶频率，采用自由振动法测量各模模型的各阶频率，采用自由振动法测量各模 态阻尼比。态阻尼比。 气动弹性模型风洞试验工况气动弹性模型风洞试验工况 试验的来流风场在均匀流场或在用前述方法试验的来流风场在均匀流场或在用前述方法 模拟大气边界层的紊流流场中进行，均匀流模拟大气边界层的紊流流场中进行，均匀流 场试验主要考查该桥的抗风稳定性及涡激振场试验主要考查该桥的抗风稳定性及涡激振 动特性，而紊流流场试验主要考查该桥的抖动特性，而紊流流场试验主要考查该桥的抖 振响应。试验考虑到实际桥梁可能承受不同振响应。试验考虑到实际桥梁可能承受不同 方向的来风，试验时考虑不同来流偏角方向的来风，试验时考虑不同来流偏角（来（来 流风向与横桥向的夹角）。流风向与横桥向的夹角）。 试验共进行了试验共进行了18种工况种工况 结构抖振内力分析结构抖振内力分析 1 X Y Z 1 X Y Z 1 X Y Z 1 X Y Z OCT 27 2004 21:13:16 E-L-K-N 2 X Y Z 2 X Y Z 2 X Y Z 2 X