斜拉桥弯扭基频的统计分析和曲线拟合.pdf

第八届全国振动理论及应用学术会议论文集，上海，2003 年 11 月 斜拉桥弯扭基频的统计分析和曲线拟合 殷 峰，葛耀君 （土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092） 摘 要： 本文通过对国内近年来新建的有代表性的四十一座斜拉桥的几何特性和动力特性整理和分析， 从多个不同的角度，分析了斜拉桥动力特性随跨径、材料、截面形式的变化规律，对各种不同情况下的变化 规律进行了较为全面的比较，最后从拟合出的相应公式中挑选出较为可靠的拟合公式，为斜拉桥的弯曲基频 和扭转基频的计算提供了简化计算方法。 关键词： 斜拉桥，弯曲基频，扭转基频，统计分析，曲线拟合 Statistical Analysis and Curvilinear Regression for the Basic Bending and Torsional Frequency of Cable-Supported Bridge YIN Feng, GE Yaojun (State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Shanghai, 200092) Abstract: Through the arrangement and analysis of the geometrical and dynamical features of the typical 41 cable supported bridges (including design schemes) built in recent years, the law on the changing of the dynamical features of cable supported bridge dependent on span, material and section form has been studied. The rules at various circumstances have been contrasted with relative comprehensiveness. Finally, from the relevant regression formulae, reliable ones have been selected to present simplified calculating methods. key words: cable supported bridge, the basic bending and torsional frequency, curvilinear regression 作者简介：殷峰，（1973－），男，山西人，助工，硕士研究生 1 1 引言 桥梁结构的动力特性主要是指的有频率、振型和阻尼，这些特性是进一步分析结构抗风和抗震 性能研究的基础。例如桥梁颤振临界状态的重要特征 颤振临界风速的计算方法中就包括扭转基频 及扭弯频率比，抗震设计的反应谱方法中也把频率作为重要的输入项，而且利用振型分解法计算时 要求出每种振型的最大地震力，再由此求出总的最大地震力。目前使用ANSYS 或 SAP5 等有限元分 析软件可以准确地计算出动力特性，但是这些数值计算方法比较费时费力，不利于快速获得动力特 性。对于工程技术人员尤其是大跨桥梁的设计师来说，能够在初步设计阶段就能从结构几何特征较 准确地估计出其动力特性，显然会大大提高设计的效率。 目前国外已有这样的近似公式，主要是力 学模型简化的结果，且用于斜拉桥时精度还比较低。 本文选用国内近年来新建的 41 座斜拉桥或方案，在对其跨径、截面形式、刚度和材料进行统计 分析的基础上，提出了采用曲线拟合方法得到的竖弯基频和扭转基频的近似计算公式。 2 分析方法 为分析影响基频的因素，看最简单的情形—