姜金凤

(1. 北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044；2. 山东铁路投资控股集团，山东 济南 250000)

拱桥因其刚度大，跨越能力强等优点在铁路桥梁中有广泛应用[1−2]。吊杆作为拱桥的关键受力构件[3]，长期承受着交通荷载作用，它的失效轻则对拱桥整体结构将产生非常不利影响，重则引起桥梁坍塌[4]。因此，研究吊杆的动应力响应及应力冲击系数对于铁路拱桥的设计、建造、评估以及维护等工作具有重要意义。现场试验测试是评估桥梁动应力及冲击系数的最直接的手段，但测试成本较高且测试结果具有时效性。结构健康监控系统[5]能起到长期有效监控结构响应的效果，但健康监控系统成本高昂。近年来，随着计算机技术的不断发展，数值方法在桥梁动力响应研究中被广泛使用。学者们基于车—桥耦合振动理论对不同类型桥梁的动力响应问题进行了大量研究，朱劲松等[4]通过建立中下承式钢管混凝土系杆拱桥二维有限元模型分析了结构阻尼、路面不平顺度、行车速度及车重对吊杆应力冲击系数的影响；朱志辉等[6]基于海南东环铁路万宁系杆拱桥有限元模型研究了行车速度和轨道不平顺对吊杆应力冲击系数的影响；杨建喜等[7]采用建立中承式钢管混凝土拱桥有限元模型，分析了车辆以不同速度平稳过桥条件下吊杆的动力性能；AMMENDOLEA等[8]对等效列车荷载作用下拱桥结构交叉吊杆索损条件下的动力性能进行了数值研究。这些研究主要针对吊杆平行或拱肋平行的拱桥结构吊杆冲击系数进行分析，对于尼尔森体系提篮式拱桥这种具有斜交角，并且拱肋与竖直方向具有倾斜角度的桥，其吊杆动应力响应及应力冲击系数的规律性还需要进一步研究[9]。……