地錨式斜拉-懸索協作體系橋豎彎振動基頻計算公式

王緒旺

(商洛學院城鄉規劃與建筑工程學院， 陜西 商洛 726000 )

隨著經濟和技術的發展，在沿海地區修建大跨度斜拉橋或懸索橋等橋型已經不能滿足工程的需要。針對這一迫切需求國內外許多學者提出了斜拉-懸索協作體系。土耳其博斯普魯斯海峽三橋的建成，標志著該結構體系進入一個新的階段，開展該結構體系固有振動特性研究具有較強的實用意義[1-7]。文獻[8]在計入主塔縱向抗彎剛度影響下，提出了對單跨簡支地錨式懸索橋體系的豎彎基頻修正的計算表達式；文獻[9-11]在考慮主塔縱向抗彎剛度影響下，采用能量法推導了多塔懸索體系的豎彎振動估算實用公式，并提出了中塔縱向抗彎剛度影響系數；文獻[12-14]以地錨式斜拉-懸索協作體系橋為研究對象，研究該結構的靜動特性及不同約束條件對其力學性能的影響，遺憾的是未能給出相應的理論解。本文以三跨連續體系的地錨式懸索橋為研究對象，在計入主塔縱向抗彎剛度的影響下，采用能量法推導其豎彎振動基頻估算實用公式，以供該協作體系橋在初步概念設計階段選擇合理計算參數或對數值計算結果進行復核。

1 基于能量法的地錨式協作體系的豎彎基頻估算實用公式

1.1 地錨式斜拉-懸索協作體系的勢能

主纜的勢能主要由2部分組成，即主纜水平分力變化產生的彈性勢能Uce和主纜重力作用點變化引起的重力勢能Ucg，即

主纜的彈性勢能為：

(1)

(2)

(3)

式中符號如圖1所示。

圖1 橋跨布置立面