大跨度斜拉桥非线性动力学模型实验

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• 论文作者：孙测世 ; 赵跃宇
• 年：2016
• 作者机构：重庆交通大学土木工程学院;湖南大学土木工程学院;
• 论文关键词：斜拉桥 ; 非线性振动 ; 实验 ; 耦合共振 ; 相位
• 会议召开时间：2016-05-06
• 会议录名称：第十届动力学与控制学术会议摘要集
• 语种：中文
• 分类号：O327
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第十届动力学与控制学术会议
• 会议地点：中国四川成都
• 主办单位：中国力学学会动力学与控制专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：2
• 文件大小：752k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

本文按照"设计精细、受力一致、制作方便、参数可调、后续可用"的原则,根据动力相似原理设计并制作了精细化的斜拉桥试验模型。利用高精度激光位移传感器和LVDT分别测试斜拉索和主梁、主塔在激振器激励作用下的非线性振动位移。研究发现斜拉桥振动可以分为:全局振动、局部振动和全桥性耦合振动三种。斜拉桥动态响应随激励频率的变化复杂,可发生全局振动、斜拉索局部振动和索梁塔强烈耦合引发的全桥性振动,且其共振区交错分布很难明显界定何时发生何种振动。观测到相邻长斜拉索即将相互碰撞的现象。该现象曾在实桥中发生,但未曾在室内试验中被观测到。相邻斜拉索间的相位差正是导致碰撞发生的关键因素。针对碰撞现象进行扫频试验发现:相邻长斜拉索存在时而同步,时而不同步(即将碰撞)振动现象,而且,斜拉索振动的相位及它们之间的相位差均与激励频率间存在确定性关系。试验还发现了一种新的全桥性耦合共振形式。该共振时斜拉索一阶固有频率附近存在两个响应频率,两者之和恰好与激励频率相等。即:激励频率等于两响应频率之和。进一步的扫频试验发现:该耦合振动时,主梁和主塔大幅振动可改变某些斜拉索非线性振动特性,使其由"硬弹簧"变成"软弹簧"性质。

引文