山区风环境与斜拉桥的风致振动

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我国中西部山区沟谷较多,由于斜拉桥跨径大、造型美观,适用于跨越沟谷。随著结构跨度和结构高度的增大,风对这些柔性结构的作用就不限于静力风荷载,还会引起结构的风致振动问题,以及由此引起的动力风效应。有必要对斜拉桥的风致振动进行研究。本文以神农溪大桥为工程实例,对该类桥型的风致抖振响应进行了有限元仿真模拟分析,并对几个关键的影响因素重点了分析。主要工作内容有:1、根据二维线性理论和三维非线性理论模拟计算桥梁静风稳定,得到桥梁结构的响应结果。2、利用改进的谐波合成法,以沿高度变化的Simiu谱和Lumley-Panofsky谱为目标对神农溪桥风场进行了模拟,生成了桥梁结构离散点处竖向和横向脉动风时程。3、利用Davenport抖振力模型对抖振力进行了模拟,并综合考虑了结构的几何非线性、桥塔风荷载、有效风攻角的影响,得出了桥梁结构的抖振响应结果。4、对上述因素的影响程度进行了对比分析,得出了几点结论:神农溪桥具有良好的静风稳定,不会发生静风失稳现象。成桥阶段桥梁抖振振幅较小。最大双悬臂阶段主梁在设计风速下位移失效概率要大于它风速下的概率。
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