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山区高速公路高墩桥梁变截面桥墩动力特性研究

胡端前  
【摘要】: 本文结合栗子坪大桥实际工程,对变截面高墩的自振频率进行了研究和探讨。首先讨论了扩大浅基础、桩基础和沉井基础三种不同桥梁基础对桥墩的约束刚度。 然后假定弯曲振动形函数,利用瑞利-里兹法对四种不同的桥梁基础进行了无墩顶约束和无轴力及有轴力桥墩的自振频率公式的推导;此外还对怎么在有限元中模拟耦联弹簧进行了讨论;假定弯曲振动形函数和剪切振动形函数,利用瑞利能量法,Southwell频率合成法和Langrange运动方程,对变截面高墩在不同类型基础对桥墩约束和有轴力的状态下的桥墩自振频率的近似公式进行推导;并对自振频率的近似公式进行参数分析得出以下结论: 1.弯曲振动采用幂函数作为形函数时所得自振频率的结果比采用三角函数作为形函数要大,但二者之间的误差不大,且采用三角函数时结果更接近有限元分析的结果;同时,本文中采用的弯曲振动形函数对等截面比对变截面桥墩的近似效果较好; 2.对墩顶带有弹性约束的桥墩,其耦联约束刚度对桥墩自振频率的影响可忽略不计; 3.弹性约束越大,桥墩自振频率越大;轴力越大,桥墩自振频率越小; 最后,将本文所做的主要工作进行了总结,对主要结论进行了整理,并对尚未完善的工作进行了展望。


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