拱桥断索冲击响应模型试验与有限元分析

来源：中国血液净化杂志2024年第5期北京时间：

作者：黄永辉, 霍建宏, 傅继阳, 刘爱荣, 饶瑞

单位：广州大学　风工程与工程振动研究中心，广东　广州　510006

摘要：<p>为研究吊杆断裂对拱桥力学性能的影响，以广州海心桥为研究对象，设计并制作了几何相似比为1∶40的缩尺模型，采用缓慢卸载索力和突然断索2种方式开展吊杆断裂试验，讨论了2种吊杆失效模式对剩余构件静、动力响应的变化规律。然后采用ANSYS软件建立了有限元模型，通过瞬态分析方法对断索过程和结构响应进行了数值模拟。试验结果表明：位于<i>L</i>/4拱肋处的中吊杆失效后对邻近吊杆的冲击效应最为显著；吊杆索力的重分配比例随着距离断索区域的增加而减小；对于失效吊杆左右距离相同的邻近吊杆，索体长度越短的吊杆其索力分配比例越大。拱桥跨中和<i>L</i>/4附近吊杆断裂后的索力可近似全部由剩余吊杆承担；靠近拱脚处吊杆失效后，其一部分索力按照重分配比例由剩余吊杆分担，另一部分通过拱梁结合段直接传递到拱肋。不同典型位置处吊杆骤断后，引起邻近2根吊杆的索力动力放大系数在1.3～1.8范围内。结果可为吊杆断裂后拱桥的结构安全评估提供参考。</p>

关键词：桥梁工程,吊杆断裂,模型试验,拱桥,有限元分析,动力放大系数