隨機(jī)荷載下索梁結(jié)構(gòu)拉索參數(shù)振動(dòng)分析

吳慶雄，王文平，2，陳寶春

(1．福州大學(xué)土木工程學(xué)院，福建 福州 350116;2．福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院，福建福州 350002)

0 引言

斜拉橋中主梁與主塔振動(dòng)引起的拉索大振幅參數(shù)振動(dòng)問(wèn)題是拉索非線性振動(dòng)研究中一個(gè)重要內(nèi)容．參數(shù)振動(dòng)是指外荷載的卓越振動(dòng)頻率接近拉索的固有振動(dòng)頻率(1∶1副不穩(wěn)定區(qū)域)或拉索固有振動(dòng)頻率的兩倍(2∶1主不穩(wěn)定區(qū)域)時(shí)，拉索發(fā)生的大振幅橫向振動(dòng)［1］．Kovács等［2］用參數(shù)振動(dòng)來(lái)解釋拉索大振幅振動(dòng)現(xiàn)象．Tagata［3］針對(duì)不計(jì)垂度的拉索研究了1∶1副不穩(wěn)定區(qū)域的參數(shù)振動(dòng)，推導(dǎo)了無(wú)量綱的Mathieu方程．Takahashi［4］用諧波平衡方法和特征值法分析了扁平索1∶1和2∶1不穩(wěn)定區(qū)域參數(shù)振動(dòng)的邊界和組合共振情況．Fujino等［5］進(jìn)行了索梁結(jié)構(gòu)的室內(nèi)試驗(yàn)，在梁端作用周期荷載，觀測(cè)索和梁的振動(dòng)情況，采用拉格朗日法推導(dǎo)了拉索橫向、懸臂梁橫向和豎向一階模態(tài)下的運(yùn)動(dòng)方程．由于單索或索梁結(jié)構(gòu)的研究無(wú)法同時(shí)考慮斜拉索的非線性振動(dòng)以及索－梁－塔之間的相互作用，吳慶雄等［6－8］在探討了斜拉橋中索、梁、塔耦合振動(dòng)的影響和計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出了斜拉橋整體動(dòng)力分析的有限元計(jì)算方法，編制了程序NL_Beam3D，為斜拉橋拉索參數(shù)振動(dòng)分析、考慮主梁和主塔的影響提供了有限元分析方法，并通過(guò)對(duì)Fujino等人進(jìn)行的索梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的算例分析，討論了周期荷載下索梁結(jié)構(gòu)的參數(shù)振動(dòng)特性．

已有研究多為周期荷載下拉索的參數(shù)振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算和分析［9］，但周期荷載與斜拉橋?qū)嶋H承受的……