大跨度斜拉橋風(fēng)致抖振響應(yīng)的非線性時程分析.pdf

1、隨著我國跨江海大跨度橋梁的興建，抖振響應(yīng)問題成為橋梁抗風(fēng)性能研究的一個重要方面。本文以杭州灣跨海大橋南、北航道斜拉橋施工過程抗風(fēng)措施研究課題為背景，進行橋梁結(jié)構(gòu)抖振時域非線性分析研究，并提出切實可行的抗風(fēng)措施。 采用迭代的諧波合成法擬模擬了各態(tài)歷經(jīng)的多變量平穩(wěn)高斯隨機過程。引入了頻率雙索引的概念來保證模擬結(jié)果的各態(tài)歷經(jīng)性，并綜合了FFT技術(shù)改善了模擬精度，提高了模擬計算的效率，為在時域中不斷變換風(fēng)速進行抖振計算提供了條件。

2、 抖振風(fēng)荷載包括靜力風(fēng)荷載、抖振力、自激力三部分。靜力風(fēng)荷載用風(fēng)洞試驗得出的靜力三分力系數(shù)計算。抖振力按Scanlan的準定常氣動力公式計算，并引入Liepmann的近似公式表達的氣動導(dǎo)納修正。在Scanlan提出的鈍體氣動力公式基礎(chǔ)上，研究了自激力時域化問題，提出了等效節(jié)點自激力法，將自激力轉(zhuǎn)化為節(jié)點位移矢量及速度矢量的函數(shù)，引入氣動剛度矩陣和氣動阻尼矩陣，結(jié)合有限元程序?qū)崿F(xiàn)自激力的時域化。 考慮了結(jié)構(gòu)的幾何非線性、由于靜風(fēng)

3、位移引起的有效靜力三分力系數(shù)、有效氣動導(dǎo)數(shù)和氣動導(dǎo)納以及風(fēng)的不同自然攻角等非線性因素，建立了全面的非線性抖振分析方法。基于APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)對ANSYS進行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了大跨斜拉橋的非線性抖振響應(yīng)時域分析。 對杭州灣跨海大橋南、北航道斜拉橋最大雙懸臂狀態(tài)塔底固結(jié)時線性時域分析結(jié)果與頻域反映譜法的結(jié)果進行了比較，驗證了程序的可靠性。進行了最大雙懸臂狀態(tài)非線性影響因素分析，結(jié)果表明，豎向彎曲抖振響應(yīng)的最大值及均方根大于