列车荷载作用下矮塔斜拉桥索梁振动的相关性
2015-01-13李小珍刘桢杰辛莉峰刘德军
西南交通大学学报 2015年5期
李小珍, 刘桢杰, 辛莉峰, 刘德军
(西南交通大学土木工程学院,四川 成都610031)
斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件,具有刚度小、阻尼较低的特点. 由于斜拉桥主梁质量远大于斜拉索,在列车或风荷载作用下,主梁、桥塔振动作为激励将导致斜拉索大幅振动,这种振动称为索梁相关(耦合)振动[1-2]. 随着斜拉桥技术的进步,作用在斜拉桥上的车辆荷载越来越大,而列车荷载作为一个长期的动力荷载,若由于桥梁本身特性的原因,使其在车桥动力作用下发生明显的索梁相关振动,从而导致拉索长期大幅振动,将严重影响拉索的耐用性,并对桥梁的安全性造成威胁.
车辆荷载作用下斜拉桥索梁振动的相关性已越来越受到关注,取得了一些研究成果[3-6]. 如Yang Fuheng 等考虑斜拉索振动过程中大位移及索力变化的非线性特性,采用离散索单元建立斜拉索模型,研究了移动荷载作用下主跨150 m 的斜拉桥拉索的非线性振动[3];张鹤等采用有限元法,通过车桥耦合振动分析,获得了主梁、桥塔的振动响应,并采用子结构方法提取拉索端点的振动时程研究拉索振动,讨论了梁、塔与拉索振动的相关性[4].研究表明,对于大跨斜拉桥,在斜拉索主要自振频率范围内,梁、塔端支点和拉索中点振动频谱没有明显的相关性,在车辆荷载作用下索桥耦合振动的可能性不大[4].然而,拉索振动响应均包含端部位移响应成分,对斜拉索非线性振动的上述分析并未从斜拉索局部……
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