拱桥钢箱吊杆驰振稳定性数值计算研究

驰振是细长结构在横风向作用下的一种不稳定的单自由度发散振动现象,会导致结构毁坏,截面形状的微小变化会改变结构驰振稳定性.文中运用两种方法对南京大胜关长江大桥吊杆1/10缩尺模型进行了驰振性能计算,并展示了驰振中的极限环振动现象.吊杆包括长方形截面、切角长方形截面A、切角长方形截面B三种方案.方法一是通过计算流体力学软件FLUENT求出不同风攻角下的阻力系数和升力系数,并根据葛劳渥-登哈托原理判断驰振是否发生;根据相关公式计算驰振临界风速.方法二是对FLUENT进行二次开发,将Newmark方法的代码嵌入用户自定义函数UDF,运用FLUENT动网格技术建立二维流固耦合模型进行驰振仿真计算,求出驰振临界风速以及各风速下的振幅变化规律.仿真计算结果表明,横桥向来风时,长方形截面,切角长方形截面A方案的1/10缩尺模型会发生驰振,切角长方形截面B的1/10缩尺模型不会发生驰振,仿真计算结果与风洞试验结果吻合较好,为工程结构气动力截面选型提供依据.