重庆涪陵乌江特大桥的斜拉索参数振动分析

【摘要】：斜拉索是一种很柔性的结构构件,通常具有阻尼系数较小的特性,且要承受多种动荷载作用,如：交通、风、行人和地震作用,在这些外界因素影响下斜拉桥构件极易受到振动,在实际中由于拉索振动所造成的工程事故也是屡见不鲜。2012年11月,重庆涪丰石高速乌江特大桥拉索发生了大幅索-桥耦合振动,为了验证分析是否可能为参数振动,以及本桥拉索的主要振动情况,为拉索的振动控制提供理论依据,因此需要对拉索的参数振动进行研究分析。本文的研究主要包括以下几点：本文对国内外关于斜拉索振动的报道以及研究现状作了详细的阐述。介绍了斜拉索常用的几种非线性曲线方程：弹性悬链线方程、考虑弦向重力分量的抛物线方程、不考虑弦向重力分量的抛物线方程。对拉索进行理想假定,建立了斜拉索非线性固有振动模型、斜拉索轴向激励下的面内参数振动模型、斜拉索索-桥耦合作用下的面内参数振动模型,运用哈密顿原理得到了相应的非线性振动方程,第一种模型的方程采用L-P法进行求解,后两种模型得到的方程采用多尺度法求解。以重庆涪丰石高速乌江特大桥为工程背景,对斜拉索的参数振动非线性方程运用龙格一库塔法进行数值分析,研究其振动特性,影响因素。运用midas建立了重庆涪丰石高速乌江特大桥的成桥动力模型,得到了前30阶的振动频率以及振动模态,结合所求固有频率对斜拉索的振动情况进行分析,得出该桥拉索以主共振为主,只有FDB19发生参数共振可能性较大。结合FDB19对斜拉索的索-桥耦合参数共振进行了参数分析,研究了频率比、桥面初始激励、拉索阻尼比、桥面阻尼比、索力对斜拉索参数振动的影响。
【关键词】：斜拉索 参数振动 索-桥耦合 动力模型 振动控制 参数分析
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U441.3;U448.27