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斜拉索由于具有相对质量小、阻尼小、柔度大等特点,在外界激励下容易发生振动。其中,斜拉索的参数振动是一种大振幅非线性振动,可能对桥梁的安全造成危害。因此,如何更加准确地模拟斜拉索的大振幅参数振动现象是探讨和解决斜拉索振动问题的一个关键环节。针对这一问题,本文进行了考虑拉索参数振动的斜拉桥整体分析有限元方法的相关研究。(1)提出了采用索单元和去除拉索自重的动力计算方法对拉索进行非线性计算,通过对单索的非线性静力分析、固有振动分析和参数振动分析验证了提出单元和方法的正确性。该单元和方法能正确地考虑包括参数振动在内的拉索的非线性振动,且对小垂度和大垂度拉索均可适用。(2)提出了考虑斜拉索非线性振动的斜拉桥整体分析方法,可以同时考虑斜拉索的参数振动和主梁-主塔-斜拉索之间的相互作用。针对计算中必须解决的问题,提出了采用动力凝聚的特征值方法从斜拉桥众多模态中获得主要结构的固有模态,并提出了采用扩大Rayleigh阻尼矩阵进行包括低阻尼的斜拉索和较高阻尼的主梁和主塔在内的斜拉桥阻尼矩阵的设置。(3)通过对日本Fujino教授进行的单索-悬臂梁模型试验进行的有限元计算和分析表明,本文有限元方法能正确地模拟斜拉索的参数振动特性及斜拉索与主梁之间的相互作用,且能同时考虑结构的多自由度和多阶模态,使计算结果与试验情况更符合,体现了斜拉桥整体分析有限元方法的优越性。(4)以某独塔混凝土斜拉桥为对象,进行了斜拉桥整体分析有限元方法的实桥应用研究。在扭转激励作用下,虽然主梁位移较小,但仍能使斜拉索发生1:1副不稳定区域的竖向参数振动和2:1主不稳定区域的横向参数振动。(5)与斜拉桥近似方法进行的比较发现,斜拉索与主梁和主塔之间的相互作用使副不稳定区域参数振动位移增大18%,并激起了近似方法无法获得的主不稳定区域横向参数振动;斜拉索的大振幅振动使主梁产生较大的轴力和面内弯矩,而近似方法由于假定斜拉索的局部振动不影响主梁和主塔的振动而无法获得主梁内力发生的变化。因此,建议采用斜拉桥整体分析有限元方法对斜拉桥进行动力分析,以正确地考虑斜拉索与主梁和主塔之间的相互影响。