列車荷載作用下矮塔斜拉橋索梁振動的相關(guān)性

李小珍， 劉楨杰， 辛莉峰， 劉德軍

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川 成都610031)

斜拉索作為斜拉橋的主要受力構(gòu)件，具有剛度小、阻尼較低的特點. 由于斜拉橋主梁質(zhì)量遠(yuǎn)大于斜拉索，在列車或風(fēng)荷載作用下，主梁、橋塔振動作為激勵將導(dǎo)致斜拉索大幅振動，這種振動稱為索梁相關(guān)(耦合)振動［1-2］. 隨著斜拉橋技術(shù)的進(jìn)步，作用在斜拉橋上的車輛荷載越來越大，而列車荷載作為一個長期的動力荷載，若由于橋梁本身特性的原因，使其在車橋動力作用下發(fā)生明顯的索梁相關(guān)振動，從而導(dǎo)致拉索長期大幅振動，將嚴(yán)重影響拉索的耐用性，并對橋梁的安全性造成威脅.

車輛荷載作用下斜拉橋索梁振動的相關(guān)性已越來越受到關(guān)注，取得了一些研究成果［3-6］. 如Yang Fuheng 等考慮斜拉索振動過程中大位移及索力變化的非線性特性，采用離散索單元建立斜拉索模型，研究了移動荷載作用下主跨150 m 的斜拉橋拉索的非線性振動［3］;張鶴等采用有限元法，通過車橋耦合振動分析，獲得了主梁、橋塔的振動響應(yīng)，并采用子結(jié)構(gòu)方法提取拉索端點的振動時程研究拉索振動，討論了梁、塔與拉索振動的相關(guān)性［4］.研究表明，對于大跨斜拉橋，在斜拉索主要自振頻率范圍內(nèi)，梁、塔端支點和拉索中點振動頻譜沒有明顯的相關(guān)性，在車輛荷載作用下索橋耦合振動的可能性不大［4］.然而，拉索振動響應(yīng)均包含端部位移響應(yīng)成分，對斜拉索非線性振動的上述分析并未從斜拉索局部……