第21卷第4期2023年4月动力学与控制学报JOURNALOFDYNAMICSANDCONTROLVol.21No.4Apr.2023文章编号∶1672-6553-2023-21(4)-059-008DOI:10.6052/1672-6553-2023-0502023-01-09收到第1稿,2023-03-14收到修改稿.*国家自然科学基金资助项目(11972151),NationalNaturalScienceFoundationofChina(11972151).†通信作者E-mail:hjkang@gxu.edu.cn多跨下承式拱桥面内全局动力学理论与自由振动研究*康厚军1,2†邓力铭1,2丛云跃1,2(1.广西大学土木建筑工程学院,南宁530004)(2.广西大学工程力学研究中心,南宁530004)摘要为弥补高维工程结构有限元分析对结构参数优化设计等的局限,本文基于欧拉伯努利梁理论与传递矩阵法,研究大跨度拱桥面内自由振动问题.首先,基于多跨拱桥的刚度分析,建立系统的全局动力学模型.其次,基于传递矩阵法建立系统的全局动力学理论,最后,以一座四跨下承式拱桥的平面力学模型,求解其面内自由振动时的固有频率与振型,并将所得结果与用同样参数建模的有限元分析结果对比,证明本文所建理论对求解该类问题的有效性与精确性.此外,通过整桥各跨矢跨比、吊杆截面面积、拱肋惯性矩等的多组参数组合分析了该系统面内自振频率的分布规律.结果表明:随着拱桥矢高增大,系统固有频率减小,因拱桥质量的快速增加,对整桥面内刚度影响显著;增大吊杆截面面积可在一定程度内增大拱桥的面内刚度,导致系统频率在一定范围内增大,且观察到Veering现象.关键词下承式拱桥,传递矩阵法,面内自由振动,频率,振型中图分类号:O327文献标志码:AStudyonIn-PlaneGlobalDynamicTheoryandFreeVibrationofMultiSpanThroughArchBridge*KangHoujun1,2†DengLiming1,2CongYunyue1,2(1.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,GuangxiUniversity,Nanning530004,China)(2.ScientificResearchCenterofEngineeringMechanics,GuangxiUniversity,Nanning530004,China)AbstractTomakeupforthelimitationsofhigh-dimensionalengineeringstructurefiniteelementanaly-sisinstructuralparameteroptimizationdesign,thispaperstudiesthein-planefreevibrationoflong-spanarchbridgesbasedonEulerBernoullibeamtheoryandtransfermatrixmethod.Firstly,basedonthestiffnessanalysisofmultispanarchbridge,theglobaldynamicmodelofthesystemisestablished.Sec-ondly,theglobaldynamictheoryofthesystemisestablishedbasedonthetransfermatrixmethod.Fi-nally,thenaturalfrequencyandvibrationmode...
