抗風(fēng)纜對大跨度懸索橋風(fēng)致靜力失穩(wěn)及抖振的控制研究.pdf

1、隨著纜索結(jié)構(gòu)橋梁的跨度不斷增大,其剛度和阻尼不斷下降,對風(fēng)荷載更加敏感。在很多情況下,此類型橋梁的抗風(fēng)問題成為橋梁設(shè)計時要考慮的首要問題。本文以矮寨大橋為工程背景,研究施加抗風(fēng)纜對橋梁靜力失穩(wěn)臨界風(fēng)速、跨中節(jié)點位移隨風(fēng)速的變化過程和在自然風(fēng)作用下抖振響應(yīng)有何變化,為相似橋梁的抗風(fēng)設(shè)計提供參考。
　　首先,本文建立了矮寨大橋原橋有限元模型和施加抗風(fēng)纜后的有限元模型,通過改變抗風(fēng)纜拉桿與橋面的角度、拉桿長度、抗風(fēng)纜和拉桿的橫截面積、抗

2、風(fēng)纜和拉桿的初應(yīng)變,研究這四種抗風(fēng)纜參數(shù)對橋梁動力特性的影響規(guī)律,主要通過比較橋梁關(guān)鍵頻率來確定抗風(fēng)纜的最優(yōu)參數(shù)。計算結(jié)果表明:抗風(fēng)纜的施加使橋梁的各階頻率增大,表明剛度增大。抗風(fēng)纜拉桿與橋面的角度為90度的效果最好,拉桿長度對橋梁的動力特性影響不明顯,抗風(fēng)纜和拉桿的橫截面積越大,橋梁的頻率增大越顯著,抗風(fēng)纜和拉桿的初應(yīng)變增大,橋梁頻率顯著增大。
　　其次,本文用線性方法計算了施加抗風(fēng)纜前后橋梁的失穩(wěn)臨界風(fēng)速,用三維非線性方法計算

3、了施加抗風(fēng)纜前后橋梁跨中節(jié)點的位移和主纜跨中的軸力隨風(fēng)速的變化,得出橋梁在施加抗風(fēng)纜后橫向傾側(cè)失穩(wěn)風(fēng)速和靜力扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)風(fēng)速分別提高10.1％和8.9％,跨中位移顯著減小。通過主纜跨中軸力變化發(fā)現(xiàn):施加抗風(fēng)纜前橋梁失穩(wěn)風(fēng)速在120 m/s左右,而施加抗風(fēng)纜后橋梁的主纜跨中軸力變化很穩(wěn)定,直到風(fēng)速180m/s時軸力還沒出現(xiàn)突變的分布,表明施加抗風(fēng)纜后結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性都有所增強。
　　最后,根據(jù)隨機振動理論,基于線性濾波法用MATLAB軟