考虑缆索约束的多塔悬索桥中塔顺桥向基频近似算法.pdf

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1、第30卷第8期公路交通科技Vol_3ONo．82013年8月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentAug．2013doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2013．08．019考虑缆索约束的多塔悬索桥中塔顺桥向基频近似算法王俊，韩晓健，刘伟庆(南京工业大学土木工程学院，江苏南京210036)摘要：将多塔悬索桥的中塔当作底部固定、顶部受到主缆弹性约束的结构，在Rayleigh能量法和Southwellg频率合成法的基础上，推导了受到主缆约束的桥塔结构振动基频近似计算表达

2、式。以成桥后的泰州大桥中塔为例，测试了其环境激励下的自振基频，并对环境激励下桥塔的自振基频与其理论计算结果进行了对比分析。结果表明：该基频表达式不仅可在设计阶段预估桥塔的振动特性，还可在桥梁运营期通过频率测试来识别塔顶的顺桥向抗推刚度。且计算基频与实测值的误差为4．46％一5．48％，在可接受范围。该算法不仅适用于各种复杂截面多塔悬索桥中塔，也适用于挂线的输电塔等工程结构。关键词：桥梁．Y-程；多塔悬索桥；基频近似算法；Rayleigh法和Southwell合成法；桥塔中图分类号：U448．25文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)08—0

3、108—05AnApproximateAlgorithmforCalculatingLongitudinalFundamentalFrequencyofMiddlePylonConstrainedbyCablesinMulti-PylonSuspensionBridgeWANGJun，HANXiao-jian，LIUWei—qing(SchoolofCivilEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu210036，China)Abstract：Themiddlepyloninmulti—

4、pylonsuspensionbridgeissimplifiedasastructurewhichiselasticallyconstrainedbycablesatitstop．BasedonthecombinationofRayleighandSouthwellmethods，anapproximateexpressiontocalculatevibrationfundamentalfrequencyofapylonconstrainedbymaincablesisderived．Thefundamentalfrequencyofnaturalvib

5、rationinambientvibrationofmiddlepylonofTaizhouBridgeaftercompletionistested，whichiscomparedwiththecalculationresult．Theresultshowsthat(1)theexpressionnotonlycanestimatethevibrationpropertiesofpylonindesignphase，butalsocanidentifythelongitudinalanti-pushingrigidityofpylontopthrough

6、theoperationalmeasurementoffrequency；(2)theerrorsbetweenthecalculativeandmeasuredresultsare4．46％一5．48％whichareintheacceptablerange．Thealgorithmisnotonlysuitableformiddlepylonwithcomplicatedcross—sectioninmulti—pylonsuspensionbridges，butalsosuitableforpowertransmissiontowersystem．K

7、eywords：bridgeengineering；multi—pylonsuspensionbridge；approximatealgorithmtocalculatefundamentalfrequency；combinationofRayleighandSouthwellmethods；pylon可能成为技术和经济上较为合理、可行的选择⋯。0引言由于多跨悬索桥的中塔缺乏边跨主缆对桥塔的有效悬索桥是目前跨越能力最大的桥型，除了传统约束，使得结构整体刚度较小，强风和地震引起的的双塔悬索桥，多跨悬索桥在特定的地质条件下也动力响应更为显著，常常成为其结构设计

8、的控制因收稿日期：2012—12—25基金项目：江苏省交通科学研究