斜索-桥面耦合面内参数振动Ⅰ：理论模型

斜拉桥拉索具有质量小、阻尼小、刚度小的特点,在外部激励作用下容易产生各种振动,其中拉索在桥面或桥塔的位移激励下的参数振动为主要振动形式之一。考虑拉索垂度、倾角、拉索重力的弦向分力及拉索张力沿索长的变化,将桥面模拟成质量-弹簧系统,建立索-桥耦合振动的两自由度模型,取斜拉索的第一阶模态,采用多尺度法对运动方程进行求解,给出系统在参数共振以及非共振情况下的近似理论解,特别根据理论解得到典型频率处系统响应特征、共振时系统频率匹配关系及振幅发展规律,对于研究索-桥耦合振动这种非线性振动体系的振动特性具有理论指导意义。

斜索-桥面耦合面内参数振动Ⅱ：实例研究及参数分析

以南京长江二桥A20拉索为研究对象,对《斜索-桥面耦合面内参数振动Ι:理论模型》的理论方法进行数值求解,验证近似理论解的正确性。计算结果表明,发生内共振时,拉索的振幅远大于其初始扰动,而桥面的振幅基本上和其初始位移相同。最后通过参数分析,得到拉索端部位移激励强度、拉索阻尼及拉索张力对响应的影响,拉索共振振幅随桥面激励强度增加近似线性增加,随拉索阻尼和张力增加而减小,并且系统的振幅满足限幅特性。