大跨度人行懸索橋顫振控制措施研究

梁亞東， 韋立博， 楊鵬瑞

(1.中鐵第四勘察設計院集團有限公司， 武漢 430063； 2.長安大學 公路學院， 西安 710064； 3.山東省城鄉規劃設計研究院， 濟南 250013)

1 工程概況

某景區人行懸索橋為雙塔單跨懸索橋，位于廣東省連州市，橋跨布置為50 m+460 m+50 m，矢跨比為1/14.4，標準段橫梁總寬為 4.9 m，橋梁寬跨比1/93.3。橋面橫梁采用25b號工字鋼，兩端由吊桿支撐，中間橫梁兩端有抗風索連接，2根工字鋼橫梁之間采用2根20b號工字鋼和2根H100型鋼縱向連接，兩25b號工字鋼中間的橫橋向采用H100型鋼連接2根縱向20b號工字鋼，橋面采用鋼化玻璃板。橋梁布置及主梁斷面如圖1所示。

2 動力特性

采用ANSYS有限元分析軟件建立該橋模型，橋塔、工字梁采用Beam4單元模擬，主纜、吊桿、抗風纜采用Link10單元模擬，由于鋼化玻璃對橋面的剛度貢獻有限，橋面鋼化玻璃板采用MASS21單元模擬。橋塔底部、主纜端部及抗風纜端部全部采用固結，加勁梁兩端分別施加豎向、橫向位移約束及繞縱梁的轉動約束。ANSYS計算的實橋1階模態動力特性及風洞試驗模型選用的動力特性，如表1所示。

3 顫振穩定性

節段模型試驗在長安大學CA-1風洞實驗室進行，模型的幾何縮尺比為1∶10，模型長度L=1.3 m，寬度B=0.49 m，風洞節段模型測振系統如圖2所示。

3.1 顫振檢驗風速

此人行橋設計使用年限為20年，根據《公路橋梁抗風設計規范》(JTG/T 3360-01—2018)查得重現期基本風速為20.5 m/s，由于目前并無專門的人行橋抗風規范，在考慮一定安全儲備的情況下,要求此橋在使用期內應能抵御10級風，故顫振檢驗風速取28.4 m/s。

3.2 原方案顫振臨界風速

顫振試驗風攻角選取0°、±3°、±5°。……