摘要
为研究拉索损伤作用下双钢拱塔斜拉桥的动力特性和抗震性能,以西安市富裕路沣河大桥为工程背景,采用有限元软件MIDAS/Civil建立有限元三维模型,研究不同位置、不同数量的拉索断裂后对桥梁动力性能的影响,深入分析地震和断索同时作用时主梁线形、拉索索力、主梁及索塔应力的变化规律.结果表明:单索断裂对桥梁自振频率的降幅较小,最大仅为5.12％;外侧斜拉索或水平索断裂较内侧断裂对桥梁的动力特性影响大;双索断裂时桥梁自振频率和剩余拉索索力的变化值约为这2根拉索单独断裂时的变化值之和,基本符合叠加原理;地震作用下2根危险索同时断裂后,剩余拉索索力最大值已不满足规范《公路斜拉桥设计细则》(JTG D65-01-2007)中拉索安全系数不小于2.5的要求,应采取措施予以加强,或者可取计算应力小于0.28fpk(fpk为屈服强度),以确保安全系数在规范规定范围之内,从而保证桥梁结构安全;桥梁自振频率变化率与拉索损伤程度的变化基本呈线性关系;竖向地震作用对剩余拉索索力的影响要高于水平地震作用,断索对剩余拉索承载力的影响要高于对主梁和索塔的影响.该结论可为同类桥梁索系的设计和后期维护提供一定参考.
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