大跨度斜拉桥的动力特性和其.pdfVIP

第 17 卷第 1 期 计 算 力 学 学 报 V o l. 17 N o. 1 2000 年 2 月 CH IN ESE JOU RNAL O F COM PU TA T IONAL M ECHAN ICS February 2000 文章编号:(2000) 大跨度斜拉桥的动力特性及其 颤振临界风速的计算 1 1 1 2 何　建 , 唐锦春 , 孙炳楠 , 瞿伟廉 ( 1 浙江大学土木系, 杭州 310027; 　2 武汉工业大学建工系, 武汉 430070) 摘　要: 基于有限单元法理论, 确定了斜拉桥合乎其构造特点的空间计算模型, 建立了 斜拉桥的自由振动的三维运动方程, 对斜拉桥的动力特性进行了求解和分析; 在此基础 上, 建立了在气动荷载作用下斜拉桥的三维运动方程, 提出了用于分析斜拉桥颤振临界 状态的子空间复特征值方法, 推导出计算颤振临界风速的理论公式, 并编写了用于计算 斜拉桥颤振临界风速和颤振频率的多振型参与双参数自动有哪些信誉好的足球投注网站的计算机程序。 关键词: 斜拉桥; 动力特性; 颤振; 临界风速 中图分类号: TU 3113　　　文献标识码:A 1　引　　言 自从 1940 年 11 月美国的 T acom a 桥事故以来, 桥梁气动稳定问题的研究得到了全世界 的高度重视。斜拉桥的自振频率和振型, 是反映其动力特性的主要参数, 它直接影响到斜拉桥 结构风的稳定性。因此, 要研究斜拉桥气动稳定问题, 必须首先研究其动力特性。本文采用有 限单元法, 根据斜拉桥的构造特点, 建立了符合结构构造特点的有限元模型, 给出了斜拉桥自 由振动的三维运动方程, 对其动力特性进行了计算和分析。 在分析斜拉桥动力特性的基础上, 本文对其颤振临界风速问题进行了研究。将现代有限元 技术与桥梁空气动力学结合, 利用节段模型实验资料与全桥三维有限元模型对大跨度桥梁实 施全桥三维颤振分析, 是与全桥模型实验互为补充的重要研究手段。颤振是一种自激振动, 取 决于桥梁的断面形式、风的攻角、风速等因素, 其求解可归结为某种特征值问题, 同时它又是风 [ 1 ] 与结构之间的相互作用, 谢霁明和项海帆 将结构与气流作为一个系统来处理, 并用M 个结 ( 构广义坐标与N 个气动力模型变量作为描述该系统的状态变量, 把问题归结为一个M N + ) ( ) 2 阶的状态空间颤振方程, 对它进行求解, 然后从M N + 2 个根中识别出所需要的M 个结 构 模态根, 过程较为复杂。陈政清[ 2 ] 提出了一种多模态参与单参数自动有哪些信誉好的足球投注网站法, 对无量纲风速 ( ) V = V N B N 是振动频率B 是全桥宽 自动进行有哪些信誉好的足球投注网站求解, 但并未直接对风速 V 求解。 本文提出了一种子空间复特征值方法, 将颤振问题归结为M 阶复特征值问题, 采用多振 型参与双参数自动有哪些信誉好的足球投注网站方法, 对风速V 直接进行有哪些信誉好的足球投注网站, 可以确定斜拉桥的颤振临界风速和颤振 频率, 并证实了颤振是多振型参