大跨懸索橋非平穩(wěn)抖振位移響應(yīng)時(shí)域分析.pdf

1、近幾十年來，隨著橋梁跨度的逐漸增大，橋梁剛度越來越小，風(fēng)致振動(dòng)問題日益凸顯，抗風(fēng)設(shè)計(jì)已成為橋梁設(shè)計(jì)必不可少的環(huán)節(jié)。其中橋梁抖振響應(yīng)計(jì)算經(jīng)過多年的發(fā)展已趨于成熟。然而，近年來有實(shí)測風(fēng)速數(shù)據(jù)表明，山區(qū)復(fù)雜地形風(fēng)環(huán)境下，脈動(dòng)風(fēng)速具有較強(qiáng)的非平穩(wěn)特性，不能視為平穩(wěn)隨機(jī)過程進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算，傳統(tǒng)的平穩(wěn)抖振響應(yīng)分析已經(jīng)不能滿足此類風(fēng)環(huán)境下的橋梁響應(yīng)分析了。本文研究復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下懸索橋的非平穩(wěn)抖振響應(yīng)，將風(fēng)視為非平穩(wěn)隨機(jī)過程，分析非平穩(wěn)風(fēng)速對位移抖振響

2、應(yīng)的影響。本研究對山區(qū)復(fù)雜風(fēng)環(huán)境下的橋梁設(shè)計(jì)及安全評估具有重要意義。
　　本文運(yùn)用諧波合成法合成三維空間多點(diǎn)平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速，基于演變譜理論，取調(diào)制函數(shù)將平穩(wěn)脈動(dòng)風(fēng)速調(diào)制形成非平穩(wěn)風(fēng)速，并將風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行荷載化處理；建立ANSYS有限元模型，基于APDL語言編制非平穩(wěn)抖振響應(yīng)分析程序，采用非平穩(wěn)風(fēng)速荷載化結(jié)果對主梁、懸索、橋塔、橋墩加載，進(jìn)行全橋抖振響應(yīng)時(shí)域分析；最后進(jìn)行非平穩(wěn)抖振響應(yīng)參數(shù)分析，研究了風(fēng)攻角、氣動(dòng)導(dǎo)納、自激力等因素對非平

3、穩(wěn)抖振響應(yīng)的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過本文選取的調(diào)制函數(shù)調(diào)制后，非平穩(wěn)風(fēng)速的湍流強(qiáng)度值與平穩(wěn)風(fēng)速相差較大；橋面板的非平穩(wěn)抖振響應(yīng)要遠(yuǎn)大于橋塔的響應(yīng)，且最大值出現(xiàn)在橫橋向的跨中位置附近；風(fēng)攻角對主梁豎向抖振響應(yīng)具有較大的影響，對橫橋向及轉(zhuǎn)角影響較小，對橋塔幾乎沒有影響；氣動(dòng)導(dǎo)納對橋梁抖振響應(yīng)影響顯著：考慮氣動(dòng)導(dǎo)納后，抖振響應(yīng)明顯降低，表明實(shí)際工程中不考慮氣動(dòng)導(dǎo)納的設(shè)計(jì)方法是偏于安全的；氣動(dòng)自激力具有發(fā)散作用，考慮氣動(dòng)自激力后橋梁抖振響應(yīng)增幅顯著