大跨度懸索橋的剛度退化機(jī)制與靜風(fēng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、過(guò)去，大跨度懸索橋的抗風(fēng)研究主要集中在結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)及抖振響應(yīng)問(wèn)題上。而對(duì)其在風(fēng)荷載作用下，由于主纜剛度退化而引起的靜力扭轉(zhuǎn)發(fā)散現(xiàn)象卻未給予同等的重視。近年來(lái)風(fēng)洞試驗(yàn)和研究表明，隨著橋梁的長(zhǎng)細(xì)化，大跨度橋梁很可能發(fā)生靜風(fēng)失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，有必要對(duì)大跨度懸索橋的靜風(fēng)失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行全面的研究。
　　本文在已有研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上基于諧波合成法的原理，采用三次均勻樣條插值方法實(shí)現(xiàn)了大跨度橋梁隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)速的快速模擬。采用動(dòng)力有限元方法求解了紊流場(chǎng)

2、中大跨度懸索橋的靜風(fēng)穩(wěn)定問(wèn)題。進(jìn)一步完善了大跨度懸索橋結(jié)構(gòu)的剛度退化及扭轉(zhuǎn)發(fā)散機(jī)制。研究了主纜豎向變形和側(cè)向變形對(duì)主纜系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)剛度的影響。最后，對(duì)大跨度懸索橋的風(fēng)致響應(yīng)進(jìn)行了參數(shù)分析。論文的主要工作如下:
　　(1)介紹了大跨度橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定問(wèn)題的基本概念，綜述了大跨度橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定問(wèn)題的分析理論及其求解思路。
　　(2)采用諧波合成法并通過(guò)三次均勻樣條插值方法實(shí)現(xiàn)了大跨度橋梁隨機(jī)脈動(dòng)風(fēng)速的快速模擬。
　　(3)分別采用荷

3、載增量與內(nèi)外雙重迭代相結(jié)合的方法（靜力有限元法）和動(dòng)力有限元法求解了均勻流場(chǎng)中大跨度懸索橋的靜風(fēng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速，結(jié)果表明:兩種方法得出的結(jié)果是一致的。
　　(4)基于梁-索廣義模型，推導(dǎo)了主纜系統(tǒng)的廣義扭轉(zhuǎn)剛度表達(dá)式，并建立系統(tǒng)的廣義運(yùn)動(dòng)方程，定義了合理的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)臨界風(fēng)速，并評(píng)估了主纜豎向變形和側(cè)向變形對(duì)主纜系統(tǒng)剛度退化及橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性的影響。
　　(5)采用靜力有限元法計(jì)算了在均勻流場(chǎng)中西堠門(mén)大橋的扭轉(zhuǎn)發(fā)散臨界風(fēng)速和臨界豎向