非高斯風(fēng)作用下斜拉索的振動(dòng)研究.pdf

1、斜拉索振動(dòng)問(wèn)題一直是一個(gè)熱點(diǎn)也是難點(diǎn)，尤其是現(xiàn)在的斜拉橋跨徑突破千米，像蘇通大橋主跨1088米，斜拉索長(zhǎng)度577米，風(fēng)荷載對(duì)拉索的振動(dòng)影響越來(lái)越大。
　　本文基于懸鏈線(xiàn)理論詳細(xì)推導(dǎo)了拉索線(xiàn)形、梁端拉索切線(xiàn)斜率、索長(zhǎng)等相關(guān)參量的表達(dá)式。在計(jì)算求解拉索參數(shù)過(guò)程中，需要首先假定梁端拉索切線(xiàn)斜率的初始取值區(qū)間，并進(jìn)行迭代運(yùn)算。然而，為了避免任意假定區(qū)間帶來(lái)的弊端，本文提出了圖形法，它可以通過(guò)畫(huà)出拉索線(xiàn)形與梁端拉索切線(xiàn)斜率的函數(shù)圖，從圖中快

2、速地確定有效取值區(qū)間。然后將確定的初始區(qū)間，結(jié)合編制的二分法程序，可更加精確地求解拉索線(xiàn)形方程中的梁端切線(xiàn)斜率。并可進(jìn)一步地求解索長(zhǎng)、塔端拉索切線(xiàn)斜率、梁端和塔端拉索張拉力等相關(guān)拉索參數(shù)。最后以銅陵長(zhǎng)江公路大橋?yàn)楣こ瘫尘埃M(jìn)行了算例分析研究，并驗(yàn)證了該方法的有效性。結(jié)果表明：文中基于圖形法與二分法的斜拉橋拉索參數(shù)計(jì)算更加簡(jiǎn)單、直觀(guān)和精確。
　　考慮拉索的自重和幾何非線(xiàn)性等影響，推導(dǎo)了在高斯風(fēng)荷載和非高斯風(fēng)荷載作用下拉索的運(yùn)動(dòng)微分方

3、程?？紤]拉索的一階模態(tài)，運(yùn)用伽遼金法，將拉索的偏微分方程轉(zhuǎn)化為常微分方程。采用MATLAB編程，模擬拉索各高度處的高斯風(fēng)荷載與非高斯風(fēng)荷載時(shí)程。運(yùn)用 SIMULINK仿真對(duì)拉索運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行時(shí)程分析。結(jié)果表明：高斯風(fēng)荷載作用下拉索的響應(yīng)表現(xiàn)出非高斯的特性；非高斯風(fēng)荷載作用下拉索的位移響應(yīng)也表現(xiàn)出非高斯的特性；非高斯風(fēng)荷載作用下拉索的響應(yīng)遠(yuǎn)大于高斯風(fēng)荷載作用下拉索響應(yīng)；無(wú)論是非高斯風(fēng)荷載還是高斯風(fēng)荷載作用下，拉索的響應(yīng)有正也有負(fù)，這使拉

4、索往復(fù)振動(dòng)，對(duì)拉索會(huì)造成疲勞破壞。
　　本文推導(dǎo)了高斯風(fēng)荷載與非高斯風(fēng)荷載作用下拉索-橋面耦合的運(yùn)動(dòng)微分方程組，并進(jìn)行[0,L]上積分。采用 SIMULINK建立拉索和橋面運(yùn)動(dòng)方程組的仿真模型，并對(duì)方程組進(jìn)行數(shù)值求解。最后分析比較了高斯風(fēng)荷載和非高斯風(fēng)荷載作用下拉索的位移、速度和加速度響應(yīng)以及橋面的位移、速度和加速度響應(yīng)的異同，并對(duì)響應(yīng)的偏度和峰態(tài)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明：非高斯風(fēng)荷載作用下拉索的最大正位移和最大負(fù)位移較高斯風(fēng)荷載作用