斜拉橋塔-索-面耦合模型的內(nèi)共振分析及其控制研究.pdf

1、斜拉橋是世界上運(yùn)用最為廣泛的大跨度橋梁形式之一。拉索由于重量輕,柔性大,阻尼小等特點(diǎn),極易在風(fēng)、風(fēng)雨或交通荷載,橋塔和橋面的帶動(dòng)的作用下發(fā)生大幅振動(dòng),嚴(yán)重影響了橋的安全性和耐久性。因此,對(duì)拉索的振動(dòng)進(jìn)行機(jī)理分析和數(shù)值仿真研究是提高斜拉橋設(shè)計(jì)水平的重要工作之一。
　　 由于拉索的振動(dòng)與橋塔,橋面振動(dòng)的相互影響較大,因此本文針對(duì)斜拉索橋建立了橋塔-拉索-橋面耦合振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型,并用多尺度方法和數(shù)值方法分析了塔-索-面耦合振動(dòng)模型非

2、線性特性。論文的研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面。
　　 (1)建立了三個(gè)不同的橋塔-拉索-橋面離散、連續(xù)耦合模型,并分別對(duì)這些模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)力分析,得到了斜拉橋系統(tǒng)的非線性振動(dòng)偏微分方程組。利用Galerkin法將該方程組模態(tài)截?cái)?得到了關(guān)于橋塔拉索橋面位移響應(yīng)的常微分方程組。
　　 (2)用多尺度法求解系統(tǒng)非線性方程,得到系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)共振的條件及共振振幅控制方程。
　　 (3)利用定步長(zhǎng)的四階龍格庫(kù)塔法對(duì)離散后的方程組