频域法分析大跨度双管悬索管桥风抖振影响

桥梁风抖振会使杆件的接头和支座等构造细节发生疲劳破坏。文章运用频域法对一座跨度360 m双管上下布置的悬索管桥进行风抖振影响分析。结果表明,在桥梁设计基准风速条件下,跨中侧向位移达到2.639 m,竖向位移达到0.466 m,扭转角为0.04°,管道最大弯曲应力达到58.3 MPa,拉索最大应力达到255.7 MPa,主缆最大应力达到311MPa。据此认为管桥各部分的应力均不大,满足要求;位移是设计的主要考虑因素,应设置共轭索或用斜向风索代替共轭索来控制管桥的竖向位移。

基于ANSYS的斜拉桥静风稳定性及脉动风抖振分析

以大连长山大桥为工程背景,基于ANSYS有限元软件,提出一个斜拉桥抗风分析方法。首先建立主桥段有限元模型,基于流体计算软件CFD(ComputationalFluidDynamics)得到主要梁段截面三分力系数,通过MATLAB生成Davenport脉动风速时程曲线。然后基于ANSYS二次开发功能,编制以增量法和内外迭代法为基础的非线性静风稳定性分析和以Davenport风速谱为基础的脉动风抖振分析程序。结果表明:该桥静风失稳风速为125m/s,远大于设计风速35.2m/s;在随时间变化的脉动风作用下横桥向振幅最大;在相同基本风速下,脉动风作用产生的位移明显大于静风作用,特别是横桥向和转角位移。该分析结果可为以后斜拉桥抗风设计提供参考。

悬索桥吊索风致抖振疲劳全寿命可靠度分析

悬索桥吊索作为悬索桥的主要传力构件，使用环境恶劣且易受周围大气、温度的影响而发生劣化，并且长期承受汽车和风的动荷载，容易导致疲劳问题。根据改进的谐波合成法，模拟了矮寨大桥的脉动随机风场，根据Davenport准定常理论将模拟的脉动风速转换为脉动风抖振力，计算得到吊索的应力时程曲线，从而得到等效应力幅以计算了矮寨大桥吊索的疲劳可靠度。同时根据吊索在寿命期内的退化规律，计算吊索疲劳可靠指标在寿命期内的变化规律。最后对矮寨大桥吊索结构提出初步的改进设计，提高其疲劳可靠指标，并和原设计对比了全寿命期经济成本。

复杂结构的风激随机振动分析

将随机振动虚拟激励法引入风工程，用于求解大型复杂结构抖振响应。计算自动包含了激励之间的非完全相关性、振型之间耦合项的贡献，并且保持了高效、快捷的特点。特别适合于实际工程应用。以一座大型门式起重机的抖振响应为例，分析了风激励振动对操作平顺性的影响。

基于风致抖振分析的多跨斜拉桥行人舒适性评价分析

首先,从随机风场模拟方法和抖振风荷载计算两方面介绍了风致抖振分析的基本理论;然后,以南昌市朝阳大桥为工程背景,利用MATLAB自编制程序依据上述随机风场模拟方法建立成桥阶段设计基准风速下标准断面的脉动风速模拟,将抖振惯性力公式计算所得的抖振风荷载施加在主桥模型上,对大桥的行人舒适性作出分析与评价;最后,对南昌市朝阳大桥的人非通道和观景平台提出了行人交通管控措施。

非对称独塔斜拉桥多振型抖振等效静力风荷载计算方法

针对非对称独塔斜拉桥结构刚度不对称以致其风振响应异于传统对称斜拉桥的状况,以位于沿海地区的某非对称独塔斜拉桥为工程背景,对大跨度斜拉桥抖振响应等效静力风荷载进行了深入研究。首先,采用有限单元法分析了结构的动力特性;其次,进行了节段模型风洞试验,并采用同时考虑自激力和抖振力的抖振计算模型对结构的抖振响应进行了分析,并在上述工作的基础上,以结构的抖振响应为等效目标,推导了基于结构振型的抖振等效静力风荷载计算方法;最后,将该方法与精确抖振响应计算结果进行了比较。结果表明:所提出的基于振型的抖振等效静力风荷载计算方法可以同时考虑结构不同部位的抖振响应,与中国《公路桥梁抗风设计规范》中的方法相比,能够体现等效静力风荷载与结构振型和质量分布相关的特性;该方法的计算结果与精确抖振响应极值相比,在关键部位的误差均小于10%,精度满足工程计算的要求;对于柔性大跨度桥梁抖振响应等效静力风荷载计算,建议优先采用该方法。

Revisiting aerodynamic admittance functions of bridge decks

A framework was proposed to identify a comprehensive set of aerodynamic admittance functions for bridge decks. The contributions of the cross-spectra between longitudinal and vertical wind velocity components and between turbulence components and gust-induced forces were embedded in the identification procedure. To facilitate application of the identified functions in engineering practice, the concept of an equivalent aerodynamic admittance function was introduced and numerically validated. The equivalent aerodynamic admittance functions of a set of streamlined and bluff cross sections were identified experimentally in a wind tunnel. Buffeting analysis of a bridge deck was carried out and the response predicted using the identified aerodynamic admittance functions compared well with the measured response. In addition, a sensitivity analysis was performed to delineate the influence of aerodynamic and structural parameters on the buffeting response, thereby demonstrating the significance of the proposed identification framework.