大跨度斜拉橋索--橋耦合振動分析與實(shí)驗(yàn).pdf

1、世界上的許多大跨度斜拉橋存在索-橋耦合振動現(xiàn)象，該現(xiàn)象對拉索使用壽命和橋梁的安全運(yùn)營有著重要影響。由于索-橋耦合振動現(xiàn)象涉及到斜拉橋索與橋面或橋塔的耦合振動，相比直接激勵索的振動機(jī)理更復(fù)雜和更困難，目前的研究成果還不多。本文采用理論分析、有限元數(shù)值計算和實(shí)橋?qū)嶒?yàn)的方法，研究斜拉橋索-橋耦合振動(動力相互作用)，研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價值。本文的主要研究工作及取得的研究成果如下：
　　 1.將拉索與橋面的耦合振動模型簡化

2、為單一拉索索端位移激勵下的振動模型。采用Hamilton原理，推導(dǎo)了索端位移激勵下拉索的非線性振動方程，運(yùn)用Runge-Kutta法求振動方程的數(shù)值解，并結(jié)合湛江海灣大橋C14號拉索分析了各參數(shù)對拉索參數(shù)振動的影響。
　　 2.以湛江海灣大橋?yàn)楸尘?，建立了該橋的一根索一個單元的OECS模型和每根索用多個單元離散的MECS模型，并分別對這兩個有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析，研究湛江海灣大橋斜拉索與橋面的耦合振動的存在和發(fā)生的條件。

3、　　 3.從有限元數(shù)值分析的角度分析湛江海灣大橋斜拉索索-橋面耦合振動。數(shù)值計算結(jié)果表明，無論是給湛江海灣大橋施加頻率等于橋面豎向二階模態(tài)頻率和橋面豎向三階模態(tài)頻率的簡諧集中力激勵，還是施加一定帶寬的白噪聲激勵，均出現(xiàn)索-橋耦合振動現(xiàn)象，并提出用峰值系數(shù)定量衡量索-橋耦合振動。
　　 4.對湛江海灣大橋進(jìn)行了環(huán)境振動現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)測斜拉索和橋面的模態(tài)頻率，分析結(jié)果表明湛江海灣大橋可能產(chǎn)生多種形式的斜拉索-橋耦合振動；針對容易