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。     

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。     

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.     

大跨度桥梁颤振和抖振统一时程分析

针对传统的桥梁风振分析中对颤振和抖振分析分别处理的现象,提出了统一的颤振和抖振时程分析方法,并且考虑了结构的几何非线性和气动非线性.该方法以非线性有限元的直接积分法为基础,在研究中具体解决了随机风速场的模拟、耦合自激力的时域计算和统一的颤抖振时程分析流程等关键问题.纠正了过去时程分析方法不能同时处理颤振和抖振的理论缺陷,在时域中统一了颤振和抖振的分析方法,并编制了可视化分析软件Nbuffet.该方法和软件对大跨度桥梁风振分析具有重要意义.     

桥梁抖振反应谱的实用计算方法

以R.H.Scanlan抖振理论为框架,并引入了气动导纳函数予以修正,给出了大跨桥梁抖振反应谱理论的基本公式.通过比较详细的参数分析,给出了类似于地震反应谱分析的抖振反应谱实用计算方法.最后,以汕头海湾悬索桥和上海杨浦斜拉桥为例,进行了工程实例分析,结果表明:与精确分析方法相比,抖振反应谱实用计算方法有足够的精度.     

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.     

大跨桥梁气动耦合抖振响应分析的实用方法

基于单模态响应的SRSS方法因其计算简便 ,是当前工程界分析大跨桥梁抖振的常用方法。但随着跨度增大 ,气动耦合效应对桥梁抖振响应的影响越来越强 ,SRSS方法计算所得的抖振响应将出现较大的误差。而目前国内外提出的考虑气动耦合效应的多模态抖振响应分析方法虽然精度比SRSS方法高得多 ,但计算过程过于复杂 ,难以被工程界接受。本文基于经典的Scanlan抖振分析方法 ,在合理简化的基础上 ,导出了多模态气动耦合抖振响应的近似闭合解 ;定义了描述模态之间耦合程度的模态耦合系数和提出了大跨桥梁气动耦合抖振响应分析的实用方法———修正的SRSS方法。最后以日本明石海峡大桥为例 ,说明了本方法的精度和实用性。     

模态间气动耦合效应对调谐质量阻尼器最优参数的影响

基于多模态耦合抖振理论,导出带有被动调谐质量阻尼器(TMD)的桥梁多模态耦合抖振系统运动微分方程,采用随机振动理论求解系统运动微分方程,并编制了桥梁多模态耦合抖振TMD控制和参数分析程序。以一座斜拉桥为算例,着重分析了模态间气动耦合效应对TMD最优参数和控制效率的影响。     

斜拉桥索塔施工中的风致抖振影响及减振措施

详细阐述了抖振的定义,分析了抖振对于施工期斜拉桥自立索塔的影响以及抖振研究的三种基本方法,在此基础上,详细论述了目前针对施工阶段斜拉桥自立索塔的减振措施,以减少主塔顶端的抖振响应。     

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