斜拉橋拉索振動(dòng)頻率研究理論與實(shí)測(cè).pdf

1、斜拉索作為斜拉橋的主要承載構(gòu)件，由于其具有阻尼低、質(zhì)量低和全面柔性等基本特點(diǎn)，當(dāng)橋面振動(dòng)頻率與拉索的固有頻率的比值接近一定范圍時(shí)，橋面小幅振動(dòng)將引起拉索大幅度的振動(dòng)，給橋梁結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利影響;拉索的索力值是斜拉橋施工監(jiān)控和長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)的重要指標(biāo)，通常通過測(cè)試?yán)髡駝?dòng)頻率來(lái)獲得索力值，因此準(zhǔn)確分析斜拉索的振動(dòng)頻率是斜拉橋設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)的重要工作之一。本文以此為背景研究大跨度斜拉橋中拉索的振動(dòng)機(jī)理，并對(duì)考慮塔/梁運(yùn)動(dòng)下的拉索振動(dòng)頻率和索力測(cè)試進(jìn)行

2、了詳細(xì)的理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，主要工作如下:
　　1.在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于斜拉橋中拉索、梁及索-梁組合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)及其振動(dòng)頻率研究進(jìn)行了綜述，并著重突出了拉索的振動(dòng)頻率問題。
　　2.建立了不考慮塔/梁運(yùn)動(dòng)下的拉索振動(dòng)力學(xué)模型，基于動(dòng)平衡法推導(dǎo)出面內(nèi)面外控制方程，在此基礎(chǔ)上利用分離變量法和邊界條件得到單索的振動(dòng)頻率和振型，通過數(shù)值分析，討論了垂跨比、傾斜角對(duì)拉索振動(dòng)頻率的影響。
　　3.基于Hamilton

3、原理，利用動(dòng)靜法精細(xì)分析了索-梁的連接條件和邊界條件，建立了索-梁組合結(jié)構(gòu)三維面內(nèi)外運(yùn)動(dòng)方程，通過方程約化得到二維控制方程，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出索-梁組合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率和振型，然后分析了參數(shù)剛度比、垂度比和傾斜角對(duì)振動(dòng)頻率的影響。
　　4.以永鑫大橋?yàn)楣こ瘫尘?，利用通用有限元軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力分析，通過改變模型中的拉索單元?jiǎng)澐智闆r，以研究斜拉索的振動(dòng)特性并得到一部分拉索的頻率值。
　　5.對(duì)永鑫大橋斜拉索進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和全