大跨度悬索桥在风-车耦合振动作用下的动力响应及控制策略

摘要

大跨度悬索桥在强风与高速列车共同作用下易发生复杂耦合振动，威胁结构安全与行车舒适性。本研究构建精细化车-桥-风三场耦合动力模型，引入非定常气动力修正项与轮轨非线性接触算法，系统模拟不同风速、车速及桥梁阻尼配置下的位移、加速度及应力响应特征。通过参数敏感性分析识别主导振动模态，验证调谐质量阻尼器与主动气动控制协同策略的有效性。结果表明：当风速达25 m/s且列车以350 km/h通过时，主梁竖向位移峰值增幅达47%，而联合控制策略可将关键测点加速度响应降低63%；阻尼比提升至1.8%后，涡激共振幅值衰减超80%。研究成果为高风速区高速铁路悬索桥的抗风设计与实时振动控制提供量化依据。