随机车流作用的公路斜拉桥振动响应分析

陈水生,赵 辉,李锦华,陈 潇

(华东交通大学土木建筑学院,江西 南昌 330013)

近年来,随着我国综合国力和桥梁建造技术的提高,大跨度斜拉桥在高速公路和城市道路建设中迅速发展,其不仅有美观的造型,还有很强的跨越能力,在现代大跨度桥梁建设中有很大的竞争力。但是,斜拉桥本身属于柔性结构,与中小跨径桥梁相比,其竖向和横向刚度较弱,在侧风、车辆、地震等外部荷载作用下会产生较大的变形或振动[1-3]。车辆荷载激励的斜拉桥振动响应,更应该引起重视,大型载重货车出现的频率和超重的概率较高;同一时间有多辆不同类型的车辆在桥上行驶。因此,探究随机车流荷载作用的斜拉桥振动响应规律具有重大意义。

有关斜拉桥车致振动响应的研究,学者们做了很多工作,也创造了很多有价值的成果。其中,M.T.SONG[4]和H.ZHANG[5]分别将车辆简化为1/4车辆模型和1/2车辆模型分析斜拉桥的整体振动响应和斜拉索的局部振动响应;谢旭[6]分析了不同车辆简化模型对斜拉桥整体振动响应和斜拉索振动响应的影响;X.KONG[7]研究了斜拉桥钢-混结合段在重型车荷载作用下的振动响应特点。但上述斜拉桥的车致振动响应研究都是单辆车过桥,显然与实际交通状态不符。随着对车桥耦合振动研究的深入,学者们也开始探索斜拉桥在随机车流荷载作用下的振动响应,例如,杨沐野[8]主要对斜拉桥钢箱梁的弯矩和轴力振动响应进行了分析;阮欣[9-10]探讨了车流随机特性参数对多塔斜拉桥响应特性的影响并基于合成车流预测斜拉桥的车辆荷载效应极值。……