斜拉索振動對斜張橋結構行為之影響

王寶壐 ； 陳威中 ； 林冠志

《結構工程》 22卷1期 (2007/03) Pp. 71-90

https://doi.org/10.6849/SE.200703_22(1).0004

摘要

本文應用有限元素法建立斜張橋結構非線性分析模式，藉電子計算機模擬分析，探討斜拉索自身振動現象及其對斜張橋結構動態行為之影響。一般斜張橋結構分析多半將斜拉索簡化為單一纜索元素，將其視為只具軸向伸縮桿件，分析時無法將斜索橫向振動效應納入考慮。本文將斜拉索視為多個纜索元素組成，將索身橫向運動納入考慮，探討斜拉索振動對斜張橋整體結構行為之影響。本文分別將斜拉索以單一纜索元素與多個纜索元素近似模擬，進行分析並比較其差異。分析結果顯示，以多個纜索元素模擬斜拉索時，在初形分析中，可以得到較接近真實的斜索形狀。在靜力變形分析中，斜拉索有無細分，結果差異很小，以單一纜索元素藉助等效纜索彈性係數近似模擬斜拉索即可，可簡化運算。頻率分析時，斜拉索細分，可得到更接近真實的全部振態，包含斜索本身及全橋的振態。在動力反應分析分面，兩者非線性分析所得結果均很相近。惟線性與非線性動力反應分析所得大樑、橋塔部分位移反應出現較大差異，分析時應特別注意。