千米級跨徑斜拉橋全橋三維顫振分析.pdf

1、目前橋梁結構正朝著跨徑增大、質量減小的趨勢發(fā)展，越來越輕柔的橋梁結構使得其風致敏感性不斷增加。其中橋梁風致顫振穩(wěn)定性問題已成為擴展橋梁跨徑的重要課題。以往對千米級跨徑斜拉橋顫振特性的研究較少，并且在進行全橋三維顫振分析時，一般只考慮橋道所受的氣動力，忽略了斜拉索的氣動力以及氣動彈性作用。本文針對千米級跨徑斜拉橋，運用通用有限元程序，考慮索上氣動力，對其進行顫振分析，并考慮超長索自身振型對橋梁結構固有模態(tài)影響。
　　本文利用通用有限

2、元軟件ANSYS，選擇典型千米級跨徑斜拉橋實橋建立三維有限元模型，首先不考慮結構阻尼，完成對橋梁結構的動力特性分析，提取前30階模態(tài)。然后對結構阻尼進行模擬，并使用帶阻尼模態(tài)求解器進行再次求解，為下一步的顫振分析打下基礎。
　　在進行顫振分析時，利用有限元程序中的剛度和阻尼矩陣單元模擬結構單元上的氣動剛度力和氣動阻尼力，將橋梁顫振問題轉化為對結構單元和氣動單元組成的有限元系統(tǒng)的模態(tài)分析問題。并利用有限元中非對稱阻尼求解器，完成對系

3、統(tǒng)的模態(tài)分析。結合有限元軟件的命令流編程完成對風速掃描以及頻率迭代，最后得到模態(tài)阻尼比與頻率隨風速的變化曲線，從而得到顫振臨界風速以及顫振頻率。
　　最后將超長斜拉索多鏈桿化，分析索的局部振動對千米級跨徑斜拉橋動力特性的影響。預測并討論索的局部振動對于千米級跨徑斜拉橋顫振特性的影響。
　　由于橋梁整體模態(tài)與斜拉索作為張力弦的固有模態(tài)重疊嚴重，橋梁基本模態(tài)會激發(fā)索的共振，所以多鏈桿模型對橋梁自振特性影響較大。對于低階和高階模態(tài)