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大跨度铁路斜拉桥拉索参数振动研究
| 论文题名： | 大跨度铁路斜拉桥拉索参数振动研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;拉索;振动响应;动力特性;有限元模型 |
| 摘要： | 本文以国内某大跨度铁路斜拉桥为研究背景，选取桥上具有代表性的部分拉索，对其参数振动问题，从理论分析和数值分析两方面进行研究。 首先，建立拉索的耦合和非耦合理论分析模型，基于部分基本假定，通过理论分析方法推导拉索的振动微分方程，并进一步通过MATLAB采用数值分析方法，对理论方程中的参数激励项、外激励项及与端激励垂向分量有关的各项进行分析。研究斜拉索与桥塔或桥面在耦合和非耦合情况下的振动微分方程，并探究端部竖向位移激励在拉索垂向的分量对其振动的影响。 然后，应用ANSYS建立全桥及拉索有限元模型，对全桥和拉索的动力特性进行计算，通过分析对全桥的拉索进行共振可能性评估，进而应用BANSYS采用车桥耦合法和时域抖振法，计算得出拉索在车辆荷载和风荷载作用下的索端位移时程，并将四种不同位移时程（简谐波、白噪声、车辆响应、风载响应）以位移约束的形式加到拉索有限元模型中，对拉索在多种激励下的振动响应情况进行分析。研究斜拉索在简谐波、白噪声、车辆荷载及风荷载等外荷载引起的竖向位移激励下，拉索的振动响应情况。 拉索理论模型分析结果表明，拉索在端部竖向位移激励下，非耦合振动微分方程中，位移激励垂向分量影响项可以忽略;耦合振动微分方程组中，索—梁或索—塔双耦合时，位移激励垂向分量的高阶影响项可以忽略，二阶导数影响项不能忽略，索—梁—塔三耦合时，位移激励垂向分量的各项影响项皆不能忽略。 拉索有限元模型分析结果表明，简谐波激励下拉索会发生参数振动;白噪声激励下拉索不会发生参数振动，但拉索的振动幅值较大，不容忽视;风荷载引起的位移激励下，拉索的振动响应随风速的增大而增加，振动响应幅值较小;车辆荷载引起的位移激励下，拉索中点位移时程曲线形状和索端部位移时程曲线形状类似，发展趋势相同，振动响应幅值较小。 |
| 作者： | 孙超 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李永乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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