大跨度斜拉橋顫抖振響應(yīng)及靜風穩(wěn)定性分析.pdf

1、現(xiàn)代斜拉橋朝著超人跨度、極度柔性方向發(fā)展，非線性時域分析方法成為橋梁顫抖振精細化分析的必然選擇和發(fā)展趨勢。本文同顧了大跨度橋梁顫抖振研究的現(xiàn)狀，針對時域分析中存在的問題和不足，展開了進一步的研究?；诂F(xiàn)有的顫抖振最新理論，本文發(fā)展了大跨度斜拉橋抖振時域分析的實用方法，基于 ANSYS軟件，提出了一整套橋梁抗風分析解決方案。本文主要完成了以下幾方面的工作： 1、將小波方法應(yīng)用到隨機風場的模擬中，實現(xiàn)了橋址處空間脈動風場的有效模擬，

2、以同時考慮橋塔、拉索、主梁的風振響應(yīng)。 2、根據(jù)橋梁抗風計算的需要，提出了一整套斜拉橋抖振時域分析的實用方法。具體包括：(1)在有限元模型方面，實現(xiàn)了薄壁桿件復雜截面幾何特性的計算；發(fā)現(xiàn)了三梁式模型的不足，用新的單主梁模型替代之；引用了3節(jié)點13自由度非線性索單元，以考慮拉索的風振響應(yīng)。(2)在風荷載方面，根據(jù)實用化的原則，根據(jù)準定常理論引入拉索的自激力公式，將Scanlan的自激力模型轉(zhuǎn)化為氣動剛度項+氣動阻尼項+時間積分項(

3、該項略去)，用ANSYS軟件中的MATRIX27單元模擬，以考慮拉索和主梁上的自激力；(3)發(fā)展了抖振時域分析方法，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)自重→→靜風穩(wěn)定性分析→→抖振時程分析的全過程計算，考慮了靜風荷載引起的姿態(tài)變化和附加攻角效應(yīng)，首次計入了脈動風速引起的瞬時風攻角，用于修止靜風荷載、自激力和抖振力。 3、基于ANSYS軟件，編制了具有ANSYS界面風格的橋梁抗風分析程序WIND RESPONSE，包括抖振時域分析模塊，使得橋梁抗風計算實

4、用化。 4、進行了杭州灣人橋全橋氣彈模型風洞試驗研究和非線性抖振時域分析，將二者做了對比分析驗證。 5、運用本文方法和程序?qū)贾轂橙藰蚝吞K通人橋進行抖振時域分析，較全面地研究了靜風荷載作用、幾何非線性、氣動力非線性、塔-索-梁耦合風振響應(yīng)、粘滯阻尼器等幾個關(guān)鍵問題，進行了詳細的參數(shù)分析，從中得到一些結(jié)論。 6、提出了改進的雙參數(shù)搜索全模態(tài)顫振分析方法，進行了蘇通人橋的三維顫振分析，并研究了靜風荷載作用對顫振穩(wěn)定性