无吊索的一阶振型
既然只断一根吊索,对桥面固有频率几乎无影响,那么断两根呢,断一半呢?分析结果表明,断掉2根吊索,同样对固有频率无影响。但是,如果断掉一半的吊索,其一阶频率变化就大了。对两种不同的约束(如下图)进行了分析,其中一种是一侧吊索全断,另一种是两侧吊索间隔断裂。
两种约束模式
结果如下图,其一阶频率分别为5.612Hz和28.227Hz,约束的数量相同,位置不同,引起的频率相差巨大。
两种约束下的一阶振型
4、总结吊索的约束对桥梁的固有频率影响非常大,但是如果仅仅是一根吊索的断裂,那么不足以影响桥梁的固有频率,这也就排除了吊索是此次虎门大桥异常晃动的原因,水马确实是涡振的主因。
另外,我们注意到,4月28日虎门大桥的吊索才全部更换完毕。更换的吊索,难免与原来的吊索有些差异,这一定程度上也会影响桥梁的固有频率。不过,这些更换都是按照规范操作的,更换吊索引发的固有频率首先变化并不大,其次必然也在允许范围之内。
总之,虎门大桥是安全的。