大跨度悬索自振频率的精确单元计算方法

发布时间：2018-01-18 13:06

  本文关键词：大跨度悬索自振频率的精确单元计算方法　出处：《科学技术与工程》2014年34期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：大跨度悬索的自振频率的确定是研究悬索结构振动的基本条件,其振动有非线性特征,而且还存在明显的面内和面外的振动,振动过程复杂。大跨度悬索自振频率的确定无论是从实际测量还是理论计算,都有一定的难度,在理论计算上目前只能用非线性微分方程方法来求得近似解,然而其求解过程却异常复杂。主要从悬索单元的平衡关系出发,以悬索微元为基本研究对象,推导出精确索单元的自由振动特征方程,用线性单元及非线性单元对悬索单元进行模拟,得到相应的刚度矩阵及质量矩阵,计算得到悬索的面内自振频率。通过矮寨悬索桥的工程实例将其计算结果与有限元软件计算结果和实测值进行对比,验证了本计算方法的准确性,得出了线性单元模拟计算简单,精确度较差和悬链线模拟计算与有限元计算较接近,与实测值误差也较小的结论。
[Abstract]:The determination of the natural vibration frequency of long-span suspension cable is the basic condition to study the vibration of suspension structure. Its vibration has nonlinear characteristics, and there are obvious in-plane and out-of-plane vibration. The vibration process is complex. It is difficult to determine the natural vibration frequency of long-span suspension cable whether from the actual measurement or theoretical calculation. At present, the approximate solution can only be obtained by the nonlinear differential equation method in the theoretical calculation. However, the solution process is very complicated. Based on the equilibrium relationship of the cable element, the characteristic equation of the exact cable element free vibration is derived, taking the suspension element as the basic research object. The linear element and nonlinear element are used to simulate the cable element, and the corresponding stiffness matrix and mass matrix are obtained. The in-plane natural vibration frequency of the suspension cable is calculated. The accuracy of the calculation method is verified by comparing the calculation results with the finite element software and the measured values through the engineering example of the pai Zhai suspension bridge. It is concluded that the linear element simulation calculation is simple, the accuracy is poor, the catenary simulation calculation is close to the finite element calculation, and the error is small with the measured value.
【作者单位】： 中建钢构有限公司;
【分类号】：U441.3;U448.25
【正文快照】： 随着大跨度桥梁的日新月异的发展,索结构也得到的越来越多的应用,尤其是长索、大跨度悬索越来越多地应用于大跨径的斜拉桥和悬索桥中。由于其垂跨比的不断增加,其结构非线性性质无论对结构的静力特性还是动力特性都有很大的影响;而索结构的振动是关系整体结构安全性的关键因素

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本文编号：1441069