多塔连跨悬索桥基频估算实用公式.pdf

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1、第29卷第11期2012年11月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．29NO．1lNOV．2012doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2012．11．011多塔连跨悬索桥基频估算实用公式王本劲，马如进，陈艾荣(同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：多塔连跨悬索桥的动力特性与中塔刚度、主跨数目等设计参数密切相关，而我国现有规范中的悬索桥基频估算公式是基于单跨悬索桥推导的，无法体现这些

2、设计参数的影响，故不适用于多塔连跨悬索桥。基于能量原理，提出了多塔连跨悬索桥的竖弯和扭转自由振动基本方程，并通过修正振型基函数的Rayleigh法求解，得到了多塔连跨悬索桥的基频估算公式。考虑到工程实用性，通过量级分析略去了公式中的次要项，并对设计中难以获得的部分参数进行了近似处理，得到了多塔连跨悬索桥基频估算实用公式。最詹给出了中塔刚度、主跨数、中塔约束条件、跨径等多个设计参数变化下的多塔连跨悬索桥算例。通过估算公式结果与有限元模型计算结果的对比表明，该基频估算实用公式有较高的精度，在多塔连跨悬索桥的

3、初步设计阶段有较好的应用价值。关键词：桥梁工程；多塔连跨悬索桥；基频估算；能量原理；中塔刚度；主跨数中图分类号：U441+．3文献标识码：A文章编号：1002—0268(2012)11—0058—05PracticalFormulaofFundamentalFrequencyEstimationforMulti—pylonSuspensionBridgeWANGBenjin，MA(SchoolofCivilEngineering，TongjiRujin，CHENAirongUniversity，Shan

4、ghai200092，China)Abstract：Thedynamiccharacteristicsofmulti—pylonsuspensionbridgeishighlyrelatedtothedesignparameterssuchasrigidityofmid—pylonandnumberofmainspan．SincetheestimationformulaoffundamentalfrequencyinChinesecurrentspecificationwasderivedbasedon

5、theordinarysuspensionbridges，itisunavailableinestimatingthefundamentalfrequencyofmulti—pylonsuspensionbridgewithouttakingthesedesignparametersintoaccount．Basedontheenergyprinciple，thebasicequationsofverticalbendingandtorsionalfreevibrationwereestablished

6、，thentheestimationformulaoffundamentalfrequencywasobtainedbysolvingtheequationswithRayleighmethodwithmodifiedbasisfounction．Forengineeringpracticabilityconcern，theestimationformulawassimplifiedbyignoringsomesmalltermsinmagnitudeanalysisandreplacingsomepa

7、rameterswhicharedifficulttogetwithapproximateones．Finally，theestimateresultsofseveralexamplesweregivenandcomparedtotheresultscalculatedbyfiniteelementmethodwithrespecttothevariabledesignparametersincludingrigidityofmid—pylon，numberofmainspan，constraintco

8、nditionsatmid-pylon，andlengthofspan，etc．Itprovesthattheformulashaveenoughaccuracytoutilizeinpreliminarydesignphaseofmulti—pylonsuspensionbridge，whichshowsthatthisformulahasenoughaccuracytobeutilizedinpreliminarydesignphase