薛家伟 文坡 董世赋

摘 要：斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础，本文以全福河大桥为背景，使用ANSYS软件建立了空间有限元模型，详细分析了索塔单元划分、辅助墩、边界约束条件对斜拉桥自振特性的影响。

关键词：斜拉桥;自振特性;有限元法

中图分类号：U448 文献标识码：A

0 引言

斜拉桥的动力特性分析是研究斜拉桥动力行为的基础，其自振特性决定其动力反应特性，分析斜拉桥自振特性意义重大。结构的动力特性取决于结构的组成体系、刚度、质量和支承条件等。因此建立理想的大跨度斜拉桥动力分析模型，并进行自由振动分析，掌握其动力特性，具有十分重要的现实意义。

1 桥梁概况

全福河大桥跨径组合为156.5+324+156.5 m，上塔、中塔、下塔柱高分别为52.832 m、41.118 m、25 m。设计行车速度60 km/h;设计荷载为公路-Ⅰ级;设计洪水频率为1/300;通航等级为Ⅳ级。

2 有限元模型

大跨度斜拉桥的斜拉索在主梁上锚固点一般不会通过主梁扭转形心，当考虑斜拉桥同时受到多个方向的荷载时，一般需进行空间分析。本文将斜拉桥结构离散为杆、梁单元模型和索膜、梁单元模型两种模型。

3 斜拉桥部分主要构造对自振特性的影响分析

3.1 索塔单元划分对斜拉桥自振特性的影响

现对塔的模型划分粗细两种进行自振频率比较，第一种情况把单个主塔划分为87个单元，所用模型是基本模型1;第二种情况把每个索塔划分64个单元，采用的模型称为模型1-1。两种情况的振型和频率见表1。

从上表比较可见，两者振型出现顺序相同，但模型1-1较基本模型1的各阶频率要稍小，表明基本模型结构堆聚质量分配和节点位移更合理，计算结果更精确。……