风、列车作用下大跨度斜拉桥索-梁相关振动研究

来源：中国血液净化杂志2021年第4期北京时间：

作者：王涛, 刘德贵, 黄辉

单位：西南科技大学土木工程与建筑学院, 四川绵阳 621000"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51708468)

摘要：为了研究大跨度铁路斜拉桥在随机风、列车动力作用下索-梁相关振动导致的拉索振动状态，开发三维空间非线性有限元动力计算程序、列车动力学模型、风场模拟算法，以实际斜拉桥为研究对象，建立全桥三维有限元计算模型进行详细的计算分析。首先，分别使用拉索不分段与分段的全桥模型进行模态计算，讨论拉索局部振动特性与全桥振动特性之间的关系。然后，计算在简谐外激励作用下斜拉桥全桥的非线性振动时程，对比单根拉索在端部位移激励下的非线性振动特性与全桥结构中拉索发生大幅索-梁相关振动之间的差别，依据非线性振动理论，讨论实际斜拉桥中拉索发生索-梁相关振动的共振条件。最后，使用拉索分段的斜拉桥全桥模型，研究在三维空间中，风场动力作用、列车动力作用、风-列车-桥梁耦合动力作用在各个工况下对斜拉桥全桥索-梁相关振动的影响。研究结果表明：对于大跨度铁路斜拉桥，在实际日常运营状态下，风和列车的作用不会使结构进入非线性振动状态；单独的风或列车动力作用不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件；风-列车-桥梁耦合动力作用下拉索振动相对单独的风、列车作用更为明显，但也不会使拉索达到索-梁相关振动的共振条件。

关键词：桥梁工程,索-梁相关振动,有限元方法,斜拉索,风-列车-桥梁耦合振动

基金资助：国家自然科学基金项目（51708468）