移动载荷作用下斜拉桥结构的动态响应计算分析.pdf

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1、第34卷第3期噪声与振动控制Vol34NO．32014年6月NoISEANDVIBRATIONCONTR0LJun．2014文章编号：1006—1355(2014)03．0148-07移动载荷作用下斜拉桥结构的动态响应计算分析袁宏智，马建敏(复旦大学力学与工程科学系，上海200433)摘要：运用斜拉桥的近似分析方法，将漂浮体系的斜拉桥结构简化成两端简支且中间离散弹性支撑梁、变地基系数梁和均匀地基系数地基梁三种模型。建立了移动载荷作用下斜拉桥结构的动力学方程，用四阶龙格库塔法对动力学方程进行了计算，对三种模型的固有频率和三种模型在相同移动载荷作用下的动态响应进行了比

2、较，并对移动载荷移动速度、垂直振动的刚度和阻尼对桥梁动态响应的影响进行分析。结果表明，当拉索等效弹性系数较小时，三种模型的固有频率和挠度曲线差别较小，当拉索等效弹性系数较大时，三种模型的固有频率和挠度曲线差别明显；桥梁动态响应的频谱由桥梁的固有频率和移动载荷的自振频率组成；移动载荷垂直振动的刚度越大，阻尼越小，桥梁振动的响应越大。关键词：振动与波；斜拉桥；移动载荷；动态响应中图分类号：U441文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006—1335．2014．03．032DynamicResponseAnalysisofCable-stayedB

3、ridgesSubjectedtoMovingLoadYUANHong-zhi，MAJian-min(DepartmentofMechanicsandEngineeringScience，FudanUniversity,Shanghai200433，China)Ab~aet：Byusingtheapproximateanalysismethodofcable-stayedbridge，thecable—stayedbridgeoffloatingsystemissimplifiedintothreemodels：abeamsupportedbydiscretesp

4、rings，abeamonancontinuouselasticfoundation，andabeamonanelasticcontinuousfoundationwithvariablefoundationcoeficients．Thedynamicequationofthecable—stayedbridgestructureundermovingloadisestablishedandsolvedbytheforth—orderRunge-Kuttamethod．Thenaturalfrequenciesanddynamicresponsesofthethr

5、eemodelsarecomparedoneanother．Theresultsshowthatwhentheequivalentelasticcoeficientofthecableissmall，boththediferenceofnaturalfrequencyandthediferenceofdeflectionofthethreemodelsaresmall；andwhenitislarge，thediferencesarealsolarge．Theefectsofvelocity,stiffnessanddampingofthemovingloadon

6、thedynamicresponsesofthebridgeareanalyzed．Theresultsshowthat，thespectrumofthedynamicresponsesofthebridgeconsistsofnaturalfrequencyofthebridgeandtheself-vibrationfrequencyofthemovingload．Whenthestifnessofthemovingloadislargeorthedampingissmall，theresponsesofthebridgearegreat．Keyw0fd8：v

7、ibrationandwave；cable—stayedbridge；movingload；dynamicresponses斜拉桥具有跨度大、重量轻、便于施工等优点，结构的简化主要是拉索的简化，Smithf1]将拉索简化在国内外路桥建设中广泛应用。当车辆驶过桥面成对主梁的弹性支撑，并给出等效弹性系数K的表时，车辆移动和车辆自身振动会激起桥面振动。对达式；柳惠芬】贝0在此基础上，将等效弹性系数在主此问题的研究不但有助于斜拉桥的优化设计，对斜梁上分摊，将斜拉桥简化成弹性地基梁口。对移动拉桥的安全运行和寿命预测也有积极意义。载荷的简化，Kocatiirk等用移动力来模拟

8、车辆载斜拉