大跨钢桁梁悬索桥风致抖振响应时域分析

文章以飞龙湖乌江钢桁梁悬索桥为工程实例,基于主梁节段模型风洞试验测得静力三分力系数.按照实测风场特性,采用谱解法原理完成了脉动风谱到脉动风速时程的转换,基于小扰动假设条件下得到的准定常气动力理论求得桥梁结构时域化风荷载.采用ANSYS软件建立钢桁梁悬索桥的空间有限元模型并分析了桥梁结构的动力特性,进行了桥梁风致抖振响应...     

金马大桥抖振响应的时域分析

金马大桥是一座独塔斜拉桥与两侧T构相连接的大跨度协作体系桥梁,该桥结构形式新颖且桥位处于台风多发区,因此,对该桥进行抖振响应分析是非常必要的。首先利用谐波合成法将脉动风速模拟为多个互相关的随机过程,接着给出抖振力和自激力的时域表达式,据此对金马大桥进行了抖振响应分析。结果表明,尽管该协作体系斜拉桥采用抗扭能力较差的边主梁形式,但其抗风能力是有保证的。     

上海卢浦大桥抖振时域分析

用抖振时域方法对上海卢浦大桥进行了抖振计算,并与全桥气弹模型风洞试验抖振位移相互比较分析,探讨了自激力和气动导纳等因素对抖振响应的影响.气动导纳采用实测值、Sears函数和1三种不同形式,抖振位移有明显差别.全桥气弹模型试验抖振位移与采用实测气动导纳的结果很接近.气动导纳为1时的抖振位移最大,Sears函数抖振位移最小.考虑18个气动导数比不考虑侧向气动导数得到的抖振位移要略小.自激力总体上会减小抖振位移,但幅度不大,工程计算中可以偏安全地忽略自激力的影响.     

斜拉桥桥塔抖振的时域分析

用谐波合成法对桥塔进行抖振的时域分析,作用在桥塔的风荷载被转化到时域中,以宜宾中坝金沙江大桥为工程背景,用文中方法对其进行了分析,计算所得结果与实验基本吻合。     

基于ANSYS的斜拉桥抖振性能时域分析

基于有限元法和随机振动的相关知识,利用ANSYS有限元软件,建立了某拟建斜拉桥的仿真模型,进行了抖振抗风性能分析,得到了斜拉桥主梁和桥塔在顺桥向及横桥向时域风场作用下的振动响应,评价了桥梁的抗风性能,保证了桥梁的安全性、适用性和耐久性。     

长跨柔性悬索桥风致抖振响应分析

以某主跨500 m的大跨度悬索桥为工程背景,对长跨柔性悬索桥在脉动风荷载作用下的抖振响应进行了分析和计算,得到了一些有借鉴性的结论。模态分析表明,大跨度悬索桥的自振频率较低,为典型的风敏感柔性结构。当同时考虑抖振力和自激力时,根据极值理论可以得到悬索桥主梁的抖振位移响应极值,结果表明,竖向、水平和扭转方向的最大抖振位移响应极值均发生在主跨跨中处,且数值较大,在结构设计中不容忽略。     

考虑吊索阻尼比影响的悬索桥抖振响应分析

目前对大跨度悬索桥抖振响应的分析中,往往忽略了吊索阻尼比的影响。本文在考虑吊索阻尼比的情况下研究悬索桥抖振响应,采用了自由振动衰减法计算不同长度、初张力、直径、风速下的吊索阻尼比,分析吊索阻尼比与总阻尼比间的关系,构建了单吊索—主梁阻尼模型,最终由抖振分析计算出吊索阻尼比对悬索桥抖振位移均方差的影响。结果表明,悬索桥跨中位移随着吊索长度的增加而增大,随着吊索初张力的增大而增大,随着吊索直径的增大而减小,风速对悬索桥抖振响应有较大的影响,随着风速的增加而增大,且基本呈线性增长。因此在计算和设计悬索桥时,必须考虑吊索阻尼比的影响。     

悬索桥抖振分析中计入背景分量的实用方法

Scanlan方法是目前大跨桥梁抖振分析的常用方法.从应用角度出发,该方法计算抖振时仅计入了抖振的共振分量,而忽略了其背景分量.作者在对多座斜拉桥、悬索桥分析的基础上,认为对于日趋轻柔的大跨桥梁而言,考虑背景分量是必要的.本文着重对悬索桥的抖振背景分量情况作一分析,并提出了一种计入背景分量的抖振计算实用方法.     

模态综合理论在斜拉桥抖振时域分析中的应用

在桥梁随机风场数值模拟的基础上,提出一种斜拉桥抖振时域分析的模态综合方法,建立了斜拉桥时域抖振分析计算模型.该方法简化了自激力时域化过程,并在计算中全面考虑了气动阻尼、气动刚度和气动耦合作用的影响,提高了斜拉桥抖振时域分析的效率.通过对一座大跨斜拉桥的抖振时域分析,验证了方法的正确性和可行性.     

大跨度桥梁结构耦合抖振响应频域分析

基于结构的固有模态坐标 ,提出了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元CQC(thecompletequadraticcombination)方法。在合理假设基础上 ,推导了桥梁结构的节点等效气动抖振力公式。应用随机振动理论 ,提出了桥梁结构节点位移和单元内力功率谱密度和方差的计算方法。该方法采用了含 18个颤振导数的气动自激力模型 ,可以考虑自然风的任意风谱和空间相关性以及桥梁抖振响应的多模态和模态耦合效应 ,且计算效率很高。此外 ,对主跨跨度 13 85m的江阴长江大桥的耦合抖振问题进行了分析 ,得出了一些结论。分析结果表明 ,在大跨度悬索桥中 ,多模态效应和模态耦合效应对主梁的竖向和扭转位移抖振响应有显著的影响     

超大跨度悬索桥抖振特性的全桥模型风洞试验

以主跨1650m的某超大跨度悬索桥为研究背景，介绍了大跨度悬索桥全桥气动弹性模型设计和制作中的一些技术特点，并以风洞试验为手段，研究了超大跨度悬索桥在紊流作用下的抖振特点，可以作为大跨度悬索桥初步设计时参考。     

斜拉索风致抖振响应研究

近些年大跨度桥梁作为跨越河流、山涧等障碍的主要构筑物在全世界范围内的研究和建设蒸蒸日上。桥梁结构设计理论和施工技术的不完善与进步很大程度上提高了桥梁的跨越能力,但是大跨度的桥梁因为其轻柔的这类特点,在强烈的外荷载的作用下动力响应特别地剧烈。基于此,设计者们及施工者们采用了有效的措施来控制大跨度桥梁结构的振动响应,也是为了能够保证结构的气动稳定性、静风稳定性,并且要使结构抖振响应的振幅限制在允许的范围内,这样其在长期投入使用中的安全性、适用性及其耐久性具有重要的研究意义。     

大跨度斜拉桥抖振时域分析理论实例验证及影响因素分析

为了进行对现有抖振时域分析理论的实例验证,在杭州湾跨海大桥全桥模型风洞试验中,不仅对抖振位移进行了测量,还通过在塔根布设动态应变片完成了桥塔内力的实测。采用考虑桥塔风效应的抖振时域分析方法计算出大跨度斜拉桥的抖振响应,气动导纳分别取1和Sears函数,采用等效风谱法计算考虑气动导纳修正的抖振力,对风洞的空间相关性进行了测量研究并分别探讨了Sears气动导纳函数及空间相关性对抖振响应的影响,与风洞试验结果进行了对比分析。分析比较表明:当衰减因子l取实测值12.9时,风洞试验结果都介于导纳为1和导纳为Sears函数所计算的抖振响应之间,导纳取Sears函数将得到偏不安全的结果;空间相关系数对抖振响应影响较大,采用风洞实测的相关系数得到的抖振响应比采用《公路桥梁抗风设计指南》建议相关系数所得抖振响应小13%￣22%。通过杭州湾跨海大桥的实例验证发现现有抖振时域分析理论并不能完全精确预测桥梁的抖振响应,抖振响应计算值与试验值存在一定的差距。     

大跨屋盖结构风致抖振响应研究

建立基于非定常风荷载的大跨屋盖结构风致动力响应的试验和分析方法。该方法采用多通道测压系统扩大同步测压点的数目,更全面地获得屋盖表面风压的时空特性,为准确计算结构风致响应奠定了基础。在动力分析方法上应用CQC法计算屋盖结构的风振响应,考虑多模态及模态间的耦合影响,编制了结构风致动力效应计算程序SWDP。最后对上海铁路南站工程屋盖结构的抖振响应结果进行了计算和分析。结果表明,采用多通道测压系统可以有效地扩大同步测压点的数目;基于非定常风荷载的CQC方法是计算复杂大跨屋盖结构风振响应的有效方法;背景响应对于总响应的贡献通常是不可忽略的。     

拱型波纹钢屋盖结构风振响应的时域分析

拱型波纹钢屋盖结构自重轻，地震作用下的动力问题不是结构设计的控制因素，但是在风荷载作用下结构的动力响应较为显著，在设计中应给予足够重视。首先利用Fortran编程工具，模拟结构的风速时程曲线，然后利用ANSYS有限元软件中的瞬态动力学分析模块对这种结构进行动力时程分析，讨论其在脉动风荷载作用下的动力响应，给出了结构风振系数的建议值，且针对风荷载提出了这种结构在设计中应注意的问题。     

大跨越输电塔线体系风振响应的时域分析

以规划中的世界第一高塔-舟山大跨越输电塔为工程背景,建立了塔线耦合体系的空间有限元模型,对体系的风振响应进行了时域分析,同时对输电塔线体系进行了气动弹性模型的风洞试验。通过理论计算和试验研究,将输电塔的响应分解为共振分量与背景分量,并分别考虑了输电线对这两部分分量的影响。针对背景与共振响应各自的特征,进一步提出了塔线体系的简化计算方法:背景分量的计算可以应用准静态假定,采用方差分析法得出;将塔线体系等效为悬吊摆系统,从而简化了共振分量的计算。上述两部分计算结果相叠加,即可得到塔线体系真实的风振响应。     

拱型波纹钢屋盖结构风振响应的时域分析

拱型波纹钢屋盖结构自重轻,地震作用下的动力问题不是结构设计的控制因素,但是在风荷载作用下结构的动力响应较为显著,在设计中应给予足够重视。首先利用ForIran编程工具,模拟结构的风速时程曲线,然后利用ANSYS有限元软件中的瞬态动力学分析模块对这种结构进行动力时程分析,讨论其在脉动风荷载作用下的动力响应,给出了结构风振系数的建议值,且针对风荷载提出了这种结构在设计中应注意的问题。     

桥面构造物对桥梁结构抖振响应的对比研究

对于缆索承重桥梁而言,风荷载往往是结构设计的控制荷载之一。一些具有景观功能的城市桥梁在桥面上布置构造物,会对桥梁结构风荷载产生较大影响,然而针对此类构造物对风荷载影响的研究较少。通过对南京江山大桥过江人行斜拉桥的分析,研究了桥面设置奥运五环造型的大型构造物的风荷载效应,及其对桥梁风荷载的影响。首先利用基于三维的数值风洞技术,模拟了跨中主梁段周围的流场,研究了安装奥运五环构造物前后的主梁跨中段的静气动力特性;进一步对安装五环标志前后斜拉桥的抖振响应进行了对比研究。研究结果表明:安装五环标志后阻力系数及升力矩系数明显增加,升力系数有所减小;与此相应,横向位移及扭转位移的振幅及标准差均有较大增加,竖向位移有所减小;安装五环标志前后加速度的功率谱曲线整体趋势基本一致。研究结论对带有桥面构造物的大型桥梁结构抗风设计具有重要的参考价值。     

贵阳小关桥双肢薄壁墩抖振响应试验与影响因素分析

在原有抖振时域分析方法的基础上,提出一种考虑复气动导纳函数的修正和抖振力的空间相关性的抖振时域分析方法。为对现有抖振时域分析方法的验证,以贵阳小关桥为例,对其最大悬臂状态进行全桥气弹模型风洞试验,试验中不仅对抖振位移进行测量,还通过在墩底布设动态应变片完成墩底内力的实测。气动导纳函数分别取1、Sears函数和实测的桥梁断面复气动导纳函数,采用抖振力谱法得到考虑气动导纳修正的抖振力。另外对风洞中模型抖振力的空间相关性进行测量,分析气动导纳函数和抖振力空间相关性对结构抖振响应的影响,并与风洞气弹模型试验结果进行了对比分析。分析结果表明:计算分析结果与试验结果基本一致;采用结构实际气动导纳函数的抖振响应与试验更接近;采用抖振力空间相关性计算得到的抖振响应要比采用脉动风速空间相关性的计算结果偏高。     

台风作用下超大跨度斜拉桥抖振响应现场实测研究

大跨度桥梁抖振响应的现场实测研究,对桥梁风工程的发展具有重要意义。2008年7月,"凤凰"台风突袭江苏,本文以遭受该台风袭击的世界第一大跨斜拉桥——苏通大桥为工程背景,综合利用现场实测风特性数据和该桥结构健康监测系统(SHMS)中加速度传感器实时采集的数据,采用频谱分析和统计方法对超大跨度斜拉桥的抖振响应进行了现场实测案例研究,主要研究内容包括桥址区的强风特性分析、主梁和拉索振动响应特性分析、振动与风速的关系、上下游拉索的振动特性对比以及斜拉索阻尼器的减振效果分析等。研究结果可用于验证现有抖振理论分析方法的可靠性,同时可为超大跨度斜拉桥的抗风设计提供参考。