中央扣对悬索桥动力特性及短吊索车载激励响应的影响

来源：中国血液净化杂志2021年第4期北京时间：

作者：李光玲, 苏权科, 高文博, 韩万水, 严超

单位：1. 长安大学公路学院, 陕西西安 710064;2. 港珠澳大桥管理局, 广东珠海 519015"],"fundList_en":["National Key R&D Program of China (2019YFB1600702); National Natural Science Foundation of China (51878058); Basic Research Project of Natural Science in Shaanxi Province (2019JZ-02, 2020JQ-665)

摘要：为实现运营阶段中央扣对悬索桥动力特性及车载激励下短吊索响应影响的量化分析，进而为悬索桥设计及维养策略提供参考，基于已编制的车-桥耦合分析系统，引入制动惯性力及俯仰力矩模拟车辆制动力，建立了考虑车辆制动过程的车-桥耦合分析系统；以一座单跨地锚式悬索桥为工程背景，建立无、有中央扣2种缆梁连接体系的全桥空间有限元模型，研究中央扣对悬索桥动力特性及行车激励下短吊索缆梁相对位移响应的影响；采用建立的分析系统，考虑不同制动位置、初速度及减速度研究中央扣对短吊索制动激励响应的控制作用；考虑短吊索因缆梁相对错动产生的弯曲应力，建立车流激励下短吊索疲劳损伤的分析流程，研究中央扣对短吊索的等效疲劳应力幅值及疲劳损伤度的影响。分析结果表明：中央扣提高了悬索桥的纵飘及扭转刚度，改变了缆梁间的相对运动特性，减小了缆梁错动循环次数及位移幅值，可有效控制行车激励下60.3%以上的短吊索缆梁相对位移响应；考虑不同制动位置、初速度及减速度的取值，中央扣对短吊索缆梁相对位移幅值的减弱率可分别达92.9%、85.1%及85%以上，有效降低了短吊索制动激励响应对3个制动参数的敏感性；中央扣对随机车载下短吊索轴向应力幅值的影响较小，而对因缆梁相对错动产生的弯曲应力幅值影响较大，减弱了短吊索的等效疲劳应力幅值及疲劳损伤度，尤其是距中央扣位置最近的短吊索，疲劳损伤度降低了近71.4%；因此，中央扣可有效控制运营阶段悬索桥短吊索的车载激励响应。

关键词：桥梁工程,悬索桥,车-桥耦合振动,中央扣,动力特性,缆梁相对位移,疲劳损伤度

基金资助：国家重点研发计划项目（2019YFB1600702）；国家自然科学基金项目（51878058）；陕西省自然科学基础研究计划项目（2019JZ-02，2020JQ-665）