大跨径悬索桥动力特性分析
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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ａ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ｉ ｓ ｅ ｓ － ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＡＮ Ｓ ＹＳ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ ｕ ｍ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｙ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ －
ｎａ ｍｉ ｃ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｉ ｔ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｐｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
０ 引言
分 析 ，得到 了有 价值 的结 果 。
１ 有 限 元 法
悬索桥 是 以悬 索作 为 主要 承重 构件 的桥 梁 ．由
主缆 、索塔 、锚 碇 、吊杆 、桥 面系 等部分 组成 。悬
有 限元法 是 目前在 结 构分析 中应 用最 广泛 的方
索 桥 的主要 承 重构 件是 悬索 ，它 主要 承受 拉 力 ，其 材 料一 般用 抗 拉强度 高 的钢 丝 。悬索 桥 由于其 构造
简 单 ，受力 明确 『 ｌ Ｊ ，同时可 以充 分利用 材 料 的强度 ．
法 ，下 面对有 限元 的求 解 过程作 一 简要介 绍圜 ：
１ ． １ 结 构 的 离散 化
将所 需要 分 析 的结 构 物分 割为具 有不 同大 小和
并 具 有 用 料 省 、 自重 轻 的 特 点 ，因 此 悬 索 桥 与其 他 体 系桥 梁结 构相 比其跨 越 能 力 最 大 ，多 见 于大 跨 径桥 梁 。 由于悬 索桥跨 径 大 、整体 刚度 低 ，车辆 和 风荷 载等 动 荷载作 用 明显 ，因此对 其进 行 动力 特 性 分析 ，掌 握其 动力 特性 是非 常 必要 的 。通 常可采
用 解 析 法 和有 限元 法 对 悬 索桥 的 动 力 特 性 进 行 计 算 。本 文采 用有 限元 方法 ，利 用 功能强 大 的有 限元 分 析软 件Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 对一 大跨 悬索 桥 的动 力特 性进 行 了
形状 的单 元个 体 ，彼此 之 间相互 相连 ，使 其成 为一
个有 限单 元体 的集 合 。显 然单元 越小 对结 构物 的近 似 程度 也 就更 加 好 ，其 计 算 结果 也 就 会更 加 精确 ，
Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ＆ Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 桥隧工程
大跨
徐建华
（ 新 疆 维 吾 尔 自治 区交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院 ，新 疆 乌 鲁 木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要 ： 以某 大跨 径 悬 索桥 为 工程 背景 ，采 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 建 立 有 限 元模 型 ，合 理 确 定 该 桥 的 初 始 平 衡 状 态 ，以 此 为 基 础 对 该桥
然 而其 同样会 带来 计算 量 和误差 的增 大 。为 了准确 有效 的模 拟结 构物 ，需 要确 定所 采用 的分 割单元 的
形状 、大小及 其数 目等 问题 。
１ ． ，用 这组 变量 可 以表示
●＜＞ ●＜＞ ●＜＞ ● ＜＞●
ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｙ ｐ ｅ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ； ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｉ ｒ ｕ ｍ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ； ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ
进 行 准确 的动 力特 性 分 析 ，结 果 可 为 该桥 的 动 力 分析 提 供 基 础 ，也 可为 同类 型桥 梁 工程 提 供 参 考 。
关 键 词 ：悬 索桥 ；初 始平 衡 状 态 ；动 力 特 性 中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ７ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ — ０ １ １ １ — ０ ２
Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｌｏ ｎ ｇ － Ｓ ｐ ａ ｎ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
ＸＵ Ｊ ｉ ａ ｎ － ｈ ｕ ａ （ Ｘ ｉ ￣ｉ ａ ｎ ｇ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｌ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｕ ｒ ｕ ｍ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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０ 引言
分 析 ，得到 了有 价值 的结 果 。
１ 有 限 元 法
悬索桥 是 以悬 索作 为 主要 承重 构件 的桥 梁 ．由
主缆 、索塔 、锚 碇 、吊杆 、桥 面系 等部分 组成 。悬
有 限元法 是 目前在 结 构分析 中应 用最 广泛 的方
索 桥 的主要 承 重构 件是 悬索 ，它 主要 承受 拉 力 ，其 材 料一 般用 抗 拉强度 高 的钢 丝 。悬索 桥 由于其 构造
简 单 ，受力 明确 『 ｌ Ｊ ，同时可 以充 分利用 材 料 的强度 ．
法 ，下 面对有 限元 的求 解 过程作 一 简要介 绍圜 ：
１ ． １ 结 构 的 离散 化
将所 需要 分 析 的结 构 物分 割为具 有不 同大 小和
并 具 有 用 料 省 、 自重 轻 的 特 点 ，因 此 悬 索 桥 与其 他 体 系桥 梁结 构相 比其跨 越 能 力 最 大 ，多 见 于大 跨 径桥 梁 。 由于悬 索桥跨 径 大 、整体 刚度 低 ，车辆 和 风荷 载等 动 荷载作 用 明显 ，因此对 其进 行 动力 特 性 分析 ，掌 握其 动力 特性 是非 常 必要 的 。通 常可采
用 解 析 法 和有 限元 法 对 悬 索桥 的 动 力 特 性 进 行 计 算 。本 文采 用有 限元 方法 ，利 用 功能强 大 的有 限元 分 析软 件Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 对一 大跨 悬索 桥 的动 力特 性进 行 了
形状 的单 元个 体 ，彼此 之 间相互 相连 ，使 其成 为一
个有 限单 元体 的集 合 。显 然单元 越小 对结 构物 的近 似 程度 也 就更 加 好 ，其 计 算 结果 也 就 会更 加 精确 ，
Ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ＆ Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 桥隧工程
大跨
徐建华
（ 新 疆 维 吾 尔 自治 区交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院 ，新 疆 乌 鲁 木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ６ ）
摘 要 ： 以某 大跨 径 悬 索桥 为 工程 背景 ，采 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 建 立 有 限 元模 型 ，合 理 确 定 该 桥 的 初 始 平 衡 状 态 ，以 此 为 基 础 对 该桥
然 而其 同样会 带来 计算 量 和误差 的增 大 。为 了准确 有效 的模 拟结 构物 ，需 要确 定所 采用 的分 割单元 的
形状 、大小及 其数 目等 问题 。
１ ． ，用 这组 变量 可 以表示
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进 行 准确 的动 力特 性 分 析 ，结 果 可 为 该桥 的 动 力 分析 提 供 基 础 ，也 可为 同类 型桥 梁 工程 提 供 参 考 。
关 键 词 ：悬 索桥 ；初 始平 衡 状 态 ；动 力 特 性 中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ７ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ １ — ０ １ １ １ — ０ ２
Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｌｏ ｎ ｇ － Ｓ ｐ ａ ｎ Ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
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