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斜拉桥品格抖振时域剖析
2018-05-07 
   1.导言

   我国的中西部山区面积广阔,地势杂乱,具有山高谷深,风环境杂乱等特色,这就需求建造大跨径888真人注册以跨过山沟、河流等。其间斜拉桥是跨过才干比较强的柔性桥型之一。旧塔科马桥的风毁事端引起人们对888真人注册品格振荡的重视,其间风对斜拉桥等大跨度888真人注册的影响不容忽视。频域剖析、全桥模型风洞试验办法和时域剖析办法是现在剖析888真人注册抖振的首要办法,其间888真人注册有限元模型时域剖析是比较常用的办法。

   2.时域办法的首要进程

   888真人注册结构抖振时域剖析首要包含三个方面:一是空间脉动风场的有用模仿;二是时域风荷载模型的处理;三是非线性时程剖析。

   2.1.脉动风的模仿

   1)主梁模型的挑选。在大跨径888真人注册全桥的结构剖析中,常选用平面和空间杆系结构,塔和墩简化为经过其间心线的两节点两单元,而斜拉索等杆系简化为两节点杆单元。在三维空间剖析中,因为主梁作为横向尺度较大的实体结构,其纵向还有斜拉索、纵梁等不同构件衔接。都使得不能只用一个空间梁单元进行描绘。大跨径888真人注册主梁首要有三种不同的核算模型:三梁式、双梁式以及鱼骨式。

   2)风场模仿办法的挑选。抖振呼应时域剖析,首要根据方针功率谱函数数值模仿空间脉动风场。关于平稳随机进程,比较常用的办法有谐波合成法与线性滤波法。谐波合成法核算量较大,可是精度较高,一般常选用这种办法。

   2.2.抖振风荷载

   2.3.非线性时程剖析

   结构几许非线性处理办法。现代大跨径888真人注册的柔性特征非常显着,特别是悬索桥和斜拉桥,对其进行动力剖析时必需要考虑几许非线性,才干得到精确的核算结果。跟着核算机功能的进步,也使得咱们能够研讨杂乱结构的非线性问题。大跨径888真人注册结构遭到几许非线性的影响,其全体刚度在抖振有限元剖析中是改变的。因此不行直接运用线性不变时的NewMark-β显式积分,这种办法的求解结果是不安稳的。能够选用结合Newton-Raphson和NewMark-β迭代法来求解。

   3.工程实例

   3.1工程概略

   该桥坐落湖北省境内,是一座主跨为320m的预应力混凝土双塔双索面斜拉桥,主梁宽27.3m、高3.0m。混凝土宝石型塔高约120m,塔墩高约72m,桥塔总高约192m。主梁选用现场悬浇施工计划。

   3.2模型处理

   主梁模型选用鱼骨式,脉动风的模仿选用改善的谐波合成法以Simiu谱和Panofshy谱为横向和竖向脉动风场的方针谱。经过有限元软件树立模型如图3.1。风场模仿参数如表3.1。主梁处脉动风时程曲线如图3.2和图3.3所示。

   3.3成桥阶段抖振力核算

   大桥成桥节段在0攻角的横向和竖向脉动风效果下的抖振呼应进行了剖析。在核算剖析中,有关参数取值如下:来流的天然攻角为0;紊流的功率谱密度函数中反映空间相关性的纵向和竖向脉动风速指数衰减系数Cz 、Cy和Cw分别为16、10、6;地上粗糙长度按D类区域取为1.0m;888真人注册结构的质量阻尼系数和刚度阻尼系数分别为0.056和0.0011;拉索和桥塔构件的气动导纳取1.0;主梁气动导纳取1.0的Liepmann简化公式核算;成桥状况抖振核算风速取规划基准风速24.8m/s。经核算发现时刻步在500步今后呼应计算量的改变就不是很显着了,所以归纳考虑确认核算荷载步取为1000步。核算结果如图3.4到3.7所示。

   4.定论

   1)由图3.4图3.5和图3.6能够得到成桥状况时在规划风速下主梁振幅数值较小,满意标准要求。主梁竖向振荡具有简谐振荡的特性,线形油滑,振幅大于横向,是888真人注册的首要振荡方向。

   2)图3.7主梁竖向移的均方根曲线油滑,线性流通,标明核算结果数值模仿较精确,符合实际888真人注册振荡改变。

   综上可得出该桥成桥阶段在规划风速的脉动风效果下,888真人注册发作抖振振幅较小,满意标准要求。

   参考文献:

   [1]李国豪.888真人注册结构安稳与振荡[M]. 北京:公民交通出版社,2005

   [2]JTG/TD 6001―2004,《公路888真人注册抗风规划标准》[S]..北京:公民交通出版社,2004

   
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