山區(qū)非均勻風作用下大跨懸索橋的靜風穩(wěn)定分析與研究.pdf

1、隨著西部建設的不斷深入，越來越多的大跨橋梁橫跨于山區(qū)峽谷之中。抗風性能是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的安全指標之一，靜風穩(wěn)定性作為抗風性能的重要組成部分，其研究和分析的價值不言而喻。由于山區(qū)峽谷特殊的地形特征，導致風速沿橋跨呈非均勻分布。因此，分析非均勻風作用下大跨橋梁的靜風失穩(wěn)規(guī)律和機理，對山區(qū)橋梁建設乃至西部交通建設具有重要的意義。
　　本文在綜合考慮靜風失穩(wěn)的非線性特征的前提下，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)平均風的數(shù)值模擬結(jié)果，編制了可用于分析非均勻風作用下大跨懸索橋靜風穩(wěn)定性的程序。文中以設計中的某山區(qū)大跨懸索橋為作為算例，利用所編制靜風失穩(wěn)非線性分析程序?qū)υ摌蜻M行靜風失穩(wěn)全過程分析，揭示靜風失穩(wěn)發(fā)生之前橋梁結(jié)構(gòu)隨風速變形的規(guī)律;其次，本文通過對比，揭示了在均勻流和非均勻流作用下橋梁靜風失穩(wěn)在臨界風速、失穩(wěn)形態(tài)等方面的區(qū)別;再次，通過非均勻風速分布曲線形態(tài)的改變，研究了非均勻風速形態(tài)對橋梁靜風失穩(wěn)的影響;最后，通

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