基于現(xiàn)場實(shí)測的大跨斜拉橋抖振響應(yīng)時(shí)域分析.pdf

1、橋梁跨度的不斷增大，結(jié)構(gòu)剛度越來越小，雖然可避免顫振的發(fā)生，但是結(jié)構(gòu)的風(fēng)致抖振問題越來越明顯，以至影響結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。因此隨著大跨度橋梁的不斷出現(xiàn)，橋梁風(fēng)致抖振成為橋梁風(fēng)工程領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。大跨度橋梁現(xiàn)場實(shí)測是橋梁風(fēng)工程的主要研究方法之一，是結(jié)構(gòu)抗風(fēng)研究中非常重要的基礎(chǔ)性和長期性的方向?，F(xiàn)場實(shí)測結(jié)果是掌握結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載作用機(jī)理和結(jié)構(gòu)響應(yīng)及破壞機(jī)理的最為直接的資料，也足修正現(xiàn)有試驗(yàn)方法、理論模型和規(guī)范最為權(quán)威的依據(jù)。
　　

2、 針對大跨度斜拉橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).本文從現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)出發(fā)，通過分析數(shù)據(jù)、擬合曲線、模擬風(fēng)場、建立結(jié)構(gòu)時(shí)域抖振響應(yīng)分析模型進(jìn)行了大跨度斜拉橋抖振響應(yīng)分析，然后對抖振響應(yīng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，獲得了抖振響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)特征，分別以實(shí)測數(shù)據(jù)值和規(guī)范規(guī)定值為基礎(chǔ)進(jìn)行了大跨度斜拉橋的時(shí)域抖振分析研究，并對分析結(jié)果進(jìn)行了對比。主要工作和結(jié)論如下：
　　 (1)對蘇通大橋橋址區(qū)現(xiàn)場實(shí)測采集的“鳳凰”、“海鷗”臺(tái)風(fēng)以及強(qiáng)北風(fēng)等風(fēng)數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行了處理和分析，獲得

3、了橋址區(qū)的風(fēng)特性，包括平均風(fēng)速和風(fēng)向、紊流強(qiáng)度、紊流積分尺度、陣風(fēng)因子、素流功率譜密度等強(qiáng)風(fēng)特性。
　　 (2)采用非線性最小二乘法，對現(xiàn)場實(shí)測的強(qiáng)（臺(tái)）風(fēng)紊流功率譜密度函數(shù)進(jìn)行了擬合，獲得了一條符合蘇通大橋橋址區(qū)風(fēng)特性的擬合譜曲線，分別以擬合譜和規(guī)范譜為目標(biāo)譜，運(yùn)用諧波合成法，基于matlab軟件編寫了相關(guān)程序，模擬了蘇通大橋橋址區(qū)三維脈動(dòng)風(fēng)場，并從譜密度和相關(guān)性兩方面檢驗(yàn)了風(fēng)場的正確性。
　　 (3)基于ANSYS的

4、APDL參數(shù)化編程技術(shù)，編寫了進(jìn)行結(jié)構(gòu)時(shí)域抖振響應(yīng)分析的程序，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)荷載的時(shí)域表達(dá)，并進(jìn)行了蘇通大橋的時(shí)域抖振響應(yīng)分析及對比。分析結(jié)果表明：抖振位移響應(yīng)的平均值和均方值統(tǒng)計(jì)特性分析情況表明，規(guī)范對主粱的抖振響應(yīng)規(guī)定情況不一，有偏保守的，有超出規(guī)范的，且規(guī)范對主塔的規(guī)定偏保守：功率譜密度的對比分析表明，譜曲線的整體趨勢及峰值出現(xiàn)位置基本吻合，但可以看出，擬合譜情況下的功率譜密度較規(guī)范譜在低頻略偏低，高頻略偏高；主梁和主塔的功率譜曲線的峰