【斜拉桥的动力特性研究】彭冰.pdf

摘要本文引用文献[1]的连续化方法给出描述各种形式的斜拉桥动力特性的微分方程组,用来解决斜拉桥弯曲振动和扭转振动的动力问题.并采用有限差分法对微分方程组进行求解。同时文中还采用了有限元法来分析斜拉桥的动力特性。本文分别对扇型,半竖琴型和竖琴型这三种形式的斜拉桥动力特性进行了详细的分析,获得了斜拉桥的结构布置和结构参数对其动力特性所产生的影响,从而对斜拉桥这种柔性结构的动力特性有了清晰的认识。

前言斜拉桥的固有振动特性比较复杂,其弯曲振动和扭转振动不是一种弱的非线性耦合。斜拉索使弯曲和扭转强烈地耦合在一起,其结果是不存在纯扭转或纯弯曲的振型,而只有侧向弯曲为主兼有扭转的振型,或者扭转为主兼有侧向弯曲的振型。这样就使斜拉桥的颤振形态变得复杂而难以判断[2]。因此,研究斜拉桥的固有振动特性是十分重要的.斜拉桥的力学本质是用斜拉索作为桥面的弹性支承.斜拉桥的支承方式有许多种。最基本的有两大类[2]:柔性桥面通过双索面挂在刚性的塔架上。桥面和塔架在塔位处不连接,形成一种飘浮体系。根据抗震的要求还可以在桥面的两端(或一端)或塔位处设置水平方向的弹性支座。

第一章有限元法分析斜拉桥的动力特性用有限元方法形成斜拉桥的弯曲振动和扭转振动的刚度矩阵和质量矩阵,再利用广义特征值问题的雅可比法求解相应的频率和振型.由此来分析斜拉桥的动力特性.81斜拉索的基本参数斜拉索是预应力钢丝组成的拉索。下面分别确定斜拉索的截面积和等效弹性模量.二、拉索截面积的确定.考虑图1所示的一个典型扇型斜拉桥。假如系统在初始状态下,每根拉索承受的恒载为g.,是桥面沿轴Z每单位长度的重量,4是拉索的间矩。于是可得到拉索的轴拉力为:拉索的截面积为:式中0是拉索的预应力,通常是极限强度的0.0.