三塔悬索桥风-车-桥耦合动力分析.pdfVIP

第9卷 第 1期 铁道科学与工程学报 Vo1．9 NO．1 2012年2月 JOURNALOFRAIL＼^，AY SCIENCEAND ENGINEERING Feb．2012 三塔悬索桥风 一车 一桥耦合动力分析 王 柳 ．郭向荣 (中南大学土木工程学院，湖南 长沙410075) 摘 要：以温州市某大桥为例，分别考虑风荷载的平均成分和脉动成分对车桥系统的影响，建立了风荷载作用下三塔悬索 桥的车桥耦合动力分析模型，并根据势能驻值原理及形成结构矩阵的 “对号入座法则”，导出了车桥系统的空间振动方程 ， 采用计算机模拟的方法，计算与分析 了该桥列车通过时的桥梁动力响应和列车走行性。研究结果为三塔悬索桥的动力设 计提供 了理论依据。 关键词：三塔悬索桥 ；风荷栽；车桥动力分析 中图分类号：u4_41．7 文献标志码：A 文章编号：1672—7029l2012)O1—0o24一o6 Thewind——vehicle——bridgecouplingdynamicanalysisofthreetowersuspensionbridge WANG Liu，GUO Xiang—rong (SchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Chan~ha410075，China) Abstract：TakingWenzhouOujiangbridgeasanexample，avehicle—bridgedynamicanalysismodelunderwind loadwasestabilishedconsideringboththeinfluenceoftheaveragewindloadandfluctuatingwindload．Basedon theprincipleoftotalpotentialenergywithstationaryvalueinelasticsystem andthe “setinrightposition’’rule forformulationofsystem matrixes，thebridgesystem spatial vibrationequationWaSderived．Byusingcomputer simulationmethod，thebridgedynamicresponseandtrainurnningperfomr ancewerecalculatedandanalyzedin detailwhentrainsurnthroughthebridge，andtheresultsprovidedatheoreticalbasisofrdynamicdesignonthree towersusentionbridge． Keywords：threetowersusentionbridge；windload；vehicle—bridgedynamicanalysis 近年来，随着交通和经济的发展，多跨悬索桥 生影响，车桥耦合振动特性必然因风的参与而发生 已经发展成为跨海 以及跨江桥梁工程的又一热点。 改变 ¨。目前，我国已有多座三塔悬索桥处于设 在多塔多跨悬索桥中，尤以三塔双跨悬索桥方案备 计施工阶段，针对该类型桥梁的动力特性研究成果 受桥梁设计者推崇。与双塔单跨悬索桥相比，三塔 甚少。因此，对风荷载作用下三塔悬索桥的风一车 双跨悬索桥可以大大减小主跨跨径，显著减小主缆 一 桥耦合动力性能进行研究具有重要的工程意义。 拉力及锚碇规模，其综合造价随之降低，因而在大 跨径桥梁建设中具有较强的竞争力。但因为三塔 悬索桥多了一个中塔和一个主跨，结构更为纤柔， 1 工程概况 结构在动荷载作用下的响应可能起主导作用，特别 是桥梁跨越风力很大的江河和海峡时，在侧向风力 本文所选算例为浙江省温州市境内的一