山區(qū)非均勻風(fēng)作用下大跨懸索橋的靜風(fēng)穩(wěn)定分析與研究.pdf

1、隨著西部建設(shè)的不斷深入，越來(lái)越多的大跨橋梁橫跨于山區(qū)峽谷之中?？癸L(fēng)性能是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的安全指標(biāo)之一，靜風(fēng)穩(wěn)定性作為抗風(fēng)性能的重要組成部分，其研究和分析的價(jià)值不言而喻。由于山區(qū)峽谷特殊的地形特征，導(dǎo)致風(fēng)速沿橋跨呈非均勻分布。因此，分析非均勻風(fēng)作用下大跨橋梁的靜風(fēng)失穩(wěn)規(guī)律和機(jī)理，對(duì)山區(qū)橋梁建設(shè)乃至西部交通建設(shè)具有重要的意義。
　　本文在綜合考慮靜風(fēng)失穩(wěn)的非線(xiàn)性特征的前提下，利用大型有限元分析軟件ANSYS，采用內(nèi)外雙層迭代—增量法，

2、并利用某大跨橋梁所處山區(qū)平均風(fēng)的數(shù)值模擬結(jié)果，編制了可用于分析非均勻風(fēng)作用下大跨懸索橋靜風(fēng)穩(wěn)定性的程序。文中以設(shè)計(jì)中的某山區(qū)大跨懸索橋?yàn)樽鳛樗憷?，利用所編制靜風(fēng)失穩(wěn)非線(xiàn)性分析程序?qū)υ摌蜻M(jìn)行靜風(fēng)失穩(wěn)全過(guò)程分析，揭示靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生之前橋梁結(jié)構(gòu)隨風(fēng)速變形的規(guī)律;其次，本文通過(guò)對(duì)比，揭示了在均勻流和非均勻流作用下橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)在臨界風(fēng)速、失穩(wěn)形態(tài)等方面的區(qū)別;再次，通過(guò)非均勻風(fēng)速分布曲線(xiàn)形態(tài)的改變，研究了非均勻風(fēng)速形態(tài)對(duì)橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)的影響;最后，通

3、過(guò)改變初始風(fēng)攻角，研究了初始風(fēng)攻角對(duì)山區(qū)大跨橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)的影響。
　　研究結(jié)果表明，(1)在復(fù)雜地形和來(lái)流風(fēng)向角的影響下，沿橋跨分布的橫向平均風(fēng)風(fēng)速呈放大或縮小效應(yīng)，因此靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生的可能性也因此有所改變(2)在非均勻風(fēng)作用下，靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生時(shí)位移較大的區(qū)域逐漸由跨中向主跨兩側(cè)偏移。(3)不同形式的風(fēng)速分布曲線(xiàn)使得局部失穩(wěn)程度較高的區(qū)域發(fā)生變化，且改變了靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生時(shí)橋梁所需的平均風(fēng)速水平。(4)初始風(fēng)攻角的不同導(dǎo)致在增加風(fēng)速的整個(gè)