臺(tái)風(fēng)作用下跨海斜拉橋的失效機(jī)理.pdf

1、隨著大跨斜拉橋的快速建設(shè)，橋梁的風(fēng)敏感性也不斷增大。因此，在臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，研究臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)特性及其引起的橋梁失效機(jī)理具有重要的理論意義和工程價(jià)值。本文在分析了橋梁風(fēng)致破壞的幾種主要形式后，重點(diǎn)研究斜拉橋在抖振作用下的失效機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)場(chǎng)特性，采用1949-2011年的熱帶氣旋記錄，基于YanMeng臺(tái)風(fēng)模型，擬合出了浙江定海站的臺(tái)風(fēng)風(fēng)剖面擬合值α=0.132。并根據(jù)臺(tái)風(fēng)的脈動(dòng)風(fēng)特性選擇了Sham

2、a提出的臺(tái)風(fēng)湍流強(qiáng)度修正公式進(jìn)行湍流強(qiáng)度的計(jì)算。
　　(2)采用諧波疊加法，結(jié)合基于功率譜密度陣的正交分解(POD)，考慮橫橋向脈動(dòng)分量和豎橋向脈動(dòng)分量的負(fù)單點(diǎn)相干性來進(jìn)行良態(tài)風(fēng)和臺(tái)風(fēng)三維風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬。良態(tài)風(fēng)的風(fēng)譜選擇《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD60-01-2004）推薦的Kaimal橫橋向譜和Panofsky-McCormick豎橋向譜，順橋向譜選用對(duì)應(yīng)的Kaimal譜;臺(tái)風(fēng)風(fēng)譜選用根據(jù)實(shí)測(cè)擬合的臺(tái)風(fēng)譜，順橋向譜與良

3、態(tài)風(fēng)一致。
　　(3)應(yīng)用CFD二維流體數(shù)值模擬計(jì)算斜拉橋主梁從-10°到10°的三分力系數(shù)，繪制三分力系數(shù)曲線。應(yīng)用三維流體數(shù)值模擬計(jì)算橋塔的阻力系數(shù)，得到橋塔7個(gè)控制斷面的阻力系數(shù)。在.ANSYS中建立斜拉橋的有限元模型，對(duì)于抖振力的氣動(dòng)導(dǎo)納采用等效風(fēng)譜法，而自激力的添加則在ANSYS中編程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
　　(4)對(duì)兩種不同風(fēng)場(chǎng)下的斜拉橋分別進(jìn)行主梁和斜拉索的抖振分析。計(jì)算結(jié)果顯示，臺(tái)風(fēng)作用下橋梁的位移風(fēng)振系數(shù)比良態(tài)風(fēng)的大