文档介绍：
多塔连跨悬索桥基频估算实用公式#
王本劲,马如进,陈艾荣**
(同济大学土木工程学院桥梁系,上海 200092)
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摘要:多塔连跨悬索桥是跨海大桥等长桥建设中重要的备选方案之一,但由于动力特性与中
塔刚度、主跨数等设计参数密切相关,使得现有规范中的基频估算公式无法适用。本文基于
能量原理,提出了适用于多塔连跨悬索桥的基频估算方法,并为工程实用作了简化处理。最
后给出了变多个设计参数下的多塔连跨悬索桥算例。结果表明,该公式有较好的实用价值。
关键词:桥梁与隧道工程;多塔连跨悬索桥;基频估算;设计参数
中图分类号:
Practical Formula for Fundamental Frequecy Estimation of
Multi-pylon Suspension Bridge
WANG Benjin, MA Rujin, CHEN Airong
(Civil Engineering School, Tongji University, ShangHai 200092)
Abstract: Being considered one of the most important schemes in cross-sea bridge construction,
the multi-pylon suspension bridge has its dynamic characteristics highly related to design
parameters such as rigidity of the mid-pylon and numbers of main-span, which made the existing
fundamental frequency estimate formula in current code unavailable. Based on the energy
principle, a new formula that can be applied to multi-pylon suspension bridges is proposed and
simplified for practical use. Then the estimate results with respect to the changing design
parameters are given, which shows this formula has enough accuracy to utilize in practical works.
Keywords: Bridge and Tunnel Engineering; Multi-pylon Suspension Bridge; Fundamental
Frequency Estimate; Design Parameters
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0 引言
在跨海长桥的建设中,多塔连跨悬索桥的设计凭借其较强的跨越能力得到了越来越多的
关注。但在该体系中,由于中塔存在,结构整体刚度与之明显相关。在其他学者的研究中[1]-[6],
普遍认为中塔刚度、中塔处塔梁约束条件及主跨数等设计参数对对多塔连跨悬索桥的动力特
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性的影响尤为明显。故在多塔连跨悬索桥的初步设计阶段,需要考虑了多个设计参数变化的
基频估算公式。
对于悬索桥的固有振动频率估算问题,李国豪[7] 、盛善定等[8]用能量法推导了单跨悬索
桥的反对称竖弯、扭转的基频计算近似公式。肖汝诚[9]采用有限元方法及解析方法提出了与
之类似的估算公式,这也与我国现行规范[10]中采用的估算公式相同。
本文作者在文献[11]中,以泰州长江大桥为基础,得到了三塔两跨悬索桥的基频估算理
论公式。但该公式不适用于任意多跨数的多塔连跨悬索桥,且形式过于复杂,不利于工程实
用。现针对变主跨数和中塔刚度的多塔连跨悬索桥进行基频估算公式推导并简化,得到可以
实用的基频估算公式。
1 竖弯基频估算公式及其简化
在文献[11]中,笔者已提出了三塔两跨悬索桥的竖弯基频估算公式。在此基础上,计入
变主跨数的影响。认为加劲梁的低阶竖弯振型中,每个跨内的振型函数是一致的,其应变能
基金项目:国家科技支撑计划资助(2009BAG15B01)
作者简介:王本劲,(1988-),男,主要研究方向:桥梁抗风。
通信联系人:马如进,(1978-),男,副研究员,主要研究方向:桥梁抗风. E-mail: ******@tongji.
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及动能积分项可在单跨内进行。而后由与前文类似的 Rayleigh 法及