【摘要】预制装配式小箱梁连续梁桥在跨径20～40米的公路桥梁和城市高架桥中越来越多地被采用。本文以20米装配式小箱梁连续梁桥为例，基于三维有限元程序MIDAS建立了计算模型，并对其进行模态分析，得出了相关模态参数，在此基础上进行模态试验，结论可为该类型桥梁的动力特性分析和模态试验提供参考。
【关键词】装配式小箱梁；有限元；模态试验；随机振动
1.引言
桥梁结构模态参数包括频率、振型和阻尼比，它对评价桥梁现有承载能力有着重要意义。近些年来，不中断交通的桥梁承载力快速评定方法等的研究也是以结构的模态测试和分析为基础的。同时，模态测试结果和结构有限元计算结果的吻合程度能够反映计算模型简化和建立的准确性和合理性，能够为结构的设计和计算提供重要的参考。目前桥梁结构的模态分析理论比较成熟，一般借助于大型有限元程序即可得到比较准确的结果，对于桥梁结构，通常所遇到的问题是模型的简化方法、材料特性的选择、边界条件的处理等。对于装配式梁、板桥，通常采用梁单元建立有限元模型，但是梁、板间的单元截面的选择、连接方式等边界条件的处理和材料属性的选择等对计算结果均有较大影响，利用实体单元建立有限元模型，可以有效的解决。
2.工程背景
本文以国道304线宝日嘎斯台2号大桥为工程背景，宝日嘎斯台2号大桥位于国道304线白音华到霍林郭勒段，桥梁上部结构为两联4×20.0米装配式预应力混凝土连续箱梁，单幅桥宽12米，其中汽车荷载按两车道设计。上部结构有4片小箱梁装配而成，下部为柱式墩，柱式桥台，钻孔灌注桩基础，桥梁设计荷载为公路-I级。
3.有限元分析
（1）模态理论是运用固有振型矩阵的正交性，对振动系统运动微分方程的各系数矩阵解耦，使各系数矩阵对角化，从而使多自由度的复杂结构成为多个单自由度系统的叠加。所以，要得到大桥的自振特性，首先要建立桥梁的空间力学计算模型，然后计算出结构各阶的振型和频率等主要模态参数来进行分析。
（2）在本文中，采用大型有限元计算软件MIDAS建立了宝日嘎斯台2号大桥的三维实体有限元计算模型，计算模型中考虑了中梁和边梁截面的不同。由于结构的振动特性主要由结构的质量和刚度决定，故必须精确地模拟构件的刚度和质量。考虑桥面混凝土铺装计入结构受力，为能够更好的模拟梁间的横向联系，采用三维实体单元建立有限元模型。除小箱梁的质量外，桥面沥青铺装、护栏对桥梁的模态参数均有一定的影响，因此，把桥面铺装和护栏以均布质量的形式添加到有限元模型中，目的是保证自振特性计算的正确性。