天津滨海新区轨道Z4线双线U型截面简支梁桥的自振特性分析

• 作者: 黄欣 张京京 赵静波 石庆波 冀伟
• 来源期刊: 水利与建筑工程学报
• 关键词: U型梁 竖向弯曲振动频率 能量变分法 剪切变形
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 城乡建筑与交通工程
• 页码范围: 221-226
• 页数: 6页
• 分类号: U441+.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-1144.2021.03.034

摘要

为研究双线U型截面简支梁桥的竖向弯曲振动频率,并获得一种简化的计算方法,以天津滨海新区轨道Z4线30 m双线U型截面简支梁桥为背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法对其动力性能进行研究.首先推导出考虑剪切和剪滞双重效应下,主梁和道床板的应变能求解公式,接着利用能量变分原理求得控制微分方程,最后运用Hamilton原理得到双线U型截面简支梁桥的竖向弯曲振动频率计算公式.为了验证所得竖向弯曲振动频率解析解的正确性,运用ANSYS与MIDAS/Civil有限元软件对双线U型截面简支梁桥进行数值模拟,求得双线U型截面简支梁桥的前三阶竖向弯曲振动频率,并将有限元结果与所推导的理论计算值进行对比.研究结果表明:竖向弯曲振动频率公式的计算结果与有限元结果吻合较好,精度较高;竖向弯曲振动频率受宽跨比变化的影响最大,道床板厚度变化次之,高跨比变化最小;且竖向弯曲振动频率随着宽跨比和道床板厚度的增大,均表现出增大趋势;随着竖向弯曲振动频率阶数的增高,其增幅均逐渐减小.