大跨懸索橋非平穩(wěn)抖振位移響應時域分析.pdf

1、近幾十年來，隨著橋梁跨度的逐漸增大，橋梁剛度越來越小，風致振動問題日益凸顯，抗風設計已成為橋梁設計必不可少的環(huán)節(jié)。其中橋梁抖振響應計算經過多年的發(fā)展已趨于成熟。然而，近年來有實測風速數(shù)據表明，山區(qū)復雜地形風環(huán)境下，脈動風速具有較強的非平穩(wěn)特性，不能視為平穩(wěn)隨機過程進行風振響應計算，傳統(tǒng)的平穩(wěn)抖振響應分析已經不能滿足此類風環(huán)境下的橋梁響應分析了。本文研究復雜風環(huán)境下懸索橋的非平穩(wěn)抖振響應，將風視為非平穩(wěn)隨機過程，分析非平穩(wěn)風速對位移抖振響

2、應的影響。本研究對山區(qū)復雜風環(huán)境下的橋梁設計及安全評估具有重要意義。
　　本文運用諧波合成法合成三維空間多點平穩(wěn)脈動風速，基于演變譜理論，取調制函數(shù)將平穩(wěn)脈動風速調制形成非平穩(wěn)風速，并將風速時程進行荷載化處理；建立ANSYS有限元模型，基于APDL語言編制非平穩(wěn)抖振響應分析程序，采用非平穩(wěn)風速荷載化結果對主梁、懸索、橋塔、橋墩加載，進行全橋抖振響應時域分析；最后進行非平穩(wěn)抖振響應參數(shù)分析，研究了風攻角、氣動導納、自激力等因素對非平

3、穩(wěn)抖振響應的影響。結果表明：經過本文選取的調制函數(shù)調制后，非平穩(wěn)風速的湍流強度值與平穩(wěn)風速相差較大；橋面板的非平穩(wěn)抖振響應要遠大于橋塔的響應，且最大值出現(xiàn)在橫橋向的跨中位置附近；風攻角對主梁豎向抖振響應具有較大的影響，對橫橋向及轉角影響較小，對橋塔幾乎沒有影響；氣動導納對橋梁抖振響應影響顯著：考慮氣動導納后，抖振響應明顯降低，表明實際工程中不考慮氣動導納的設計方法是偏于安全的；氣動自激力具有發(fā)散作用，考慮氣動自激力后橋梁抖振響應增幅顯著