双塔钢桁斜拉桥斜拉索破坏动态响应

摘要：

针对斜拉索在使用过程中的失效可能导致斜拉桥承载力下降的问题,提出反向加载模拟斜拉索断裂的作用效应,通过不同的加载时间模拟拉索破坏的时间和对整体结构的激励,分析斜拉索在不同断裂时间下的斜拉桥动力响应特征;并根据美国PTI《斜拉桥设计指南》中对斜拉索断裂的相关规定,提出单根斜拉索断裂对负载斜拉桥影响的计算方法,即对结构自重和汽车活载的放大.研究结果表明:提出的方法较准确地模拟了斜拉索断裂及其对整体结构的冲击作用;整体结构的动力响应随击振时间Td的变化而改变,当Td大于整体结构的自振周期时,结构在击振期间会出现显著动力响应;当Td小于整体结构的自振周期时,结构的最大动力响应出现在击振完成后的自由振动期间;根据PTI中对斜拉索断裂造成的全桥荷载放大作用,也较为真实地分析了其作用最大值,斜拉桥在拉索破坏反向放大荷载、恒载及车道分布荷载组合作用下,主梁最大位移出现在中跨跨中附近,与相同汽车荷载分布下完好结构的最大竖向位移差值出现在中跨跨中附近;距离主塔及支座越远,所受影响越大;与完好结构索力最大差值出现在失效拉索的相邻索.提出的方法进一步验证了在PTI中根据拟静力法求得的单索破坏造成的最大动力放大系数2.0是合理的,但如果考虑2根以上斜拉索同时失效,则根据2.0的动力放大系数进行安全储备设计是不足的.

关键词：桥梁工程、斜拉桥、反向加载、斜拉索断裂、动力响应、荷载放大

所属期刊栏目：37

分类号：U448.27(桥涵工程)

资助基金：中国博士后科学基金项目2015M572511

在线出版日期：2018-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：70-77