斜拉桥面内振动的理论建模与特征值分析

摘要

本文建立了斜拉桥的精细化面内动力学模型，并开展了相应的自振特性分析.首先利用Hamilton变分原理推导了斜拉桥的运动方程，利用边界条件确定了斜拉桥线性化模型的频率方程.然后以双塔三跨斜拉桥为例开展数值分析，通过对比有限元结果验证了数值方法的正确性.同时引入局部化因子定量说明斜拉桥固有模态的特性.最后讨论了不同结构参数、索梁相互作用和结构体系对斜拉桥自振特性的影响.结果表明当系统的固有频率接近纯索频率时，斜拉桥的固有模态将呈现局部特性.同时索梁相互作用明显影响低阶非局部模态，相反可以忽略对高阶固有频率的影响.

关键词

斜拉桥 / 索梁相互作用 / Hamilton变分原理 / 固有频率 / 局部模态

基金资助

长沙市自然科学基金资助项目（KQ2202133）; 湖南省自然科学基金资助项目（2023JJ30152）