基于频率合成法分析大跨连续刚构桥高墩横向振动基频

桥墩的自振特性是大跨连续刚构桥结构设计的重要参数,而桥墩的横向振动基频对边界弹性约束条件是敏感的.通过平动约束、转动约束和平转动耦合约束来模拟基础对墩底的约束作用,成桥状态下采用平动约束和转动约束弹簧来模拟墩顶的边界约束,利用Rayleigh和Southwell频率合成法推导出桥墩复合振动基频的计算公式.最后将有限元模型分析解和文中公式计算值进行对比,结果表明两者相对误差最大为7.50%,验证了频率合成法和基频计算公式的正确性,对同类型结构的状态评定和动力特性分析具有重要参考作用.

基于频率合成的桩基础独柱桥墩横向振动基频的解析算法

采用桩基础的桥墩,在荷载作用下承台将产生一定的位移,即桩基础对桥墩下部约束是弹性的。此外,桥墩横向振动时,桥梁上部结构通过支座对墩顶又具有约束作用,在进行桥墩基频计算时应考虑墩底和墩顶的弹性约束。本文采用Rayleigh和Southwell频率合成法,将基频表示成各惯性元与复位元所组成的子系统的频率合成,导出了桩基础独柱桥墩横向自振频率的显式表达式。将根据具体实例与解析算式得到的结果与实测值、有限元方法计算值比较,结果表明:该公式计算值与实测值相比误差为1.7%,与有限元法计算值相比误差不超过4.31%,具有较高的精度。同时分析了不同参数对桥墩横向自振频率的影响,验证了Southwell频率合成法的正确性,对桩基础刚度参数的动力识别具有重要理论意义。