千米級(jí)跨徑斜拉橋全橋三維顫振分析.pdf

1、目前橋梁結(jié)構(gòu)正朝著跨徑增大、質(zhì)量減小的趨勢(shì)發(fā)展，越來越輕柔的橋梁結(jié)構(gòu)使得其風(fēng)致敏感性不斷增加。其中橋梁風(fēng)致顫振穩(wěn)定性問題已成為擴(kuò)展橋梁跨徑的重要課題。以往對(duì)千米級(jí)跨徑斜拉橋顫振特性的研究較少，并且在進(jìn)行全橋三維顫振分析時(shí)，一般只考慮橋道所受的氣動(dòng)力，忽略了斜拉索的氣動(dòng)力以及氣動(dòng)彈性作用。本文針對(duì)千米級(jí)跨徑斜拉橋，運(yùn)用通用有限元程序，考慮索上氣動(dòng)力，對(duì)其進(jìn)行顫振分析，并考慮超長(zhǎng)索自身振型對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)固有模態(tài)影響。
　　本文利用通用有限

2、元軟件ANSYS，選擇典型千米級(jí)跨徑斜拉橋?qū)崢蚪⑷S有限元模型，首先不考慮結(jié)構(gòu)阻尼，完成對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性分析，提取前30階模態(tài)。然后對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼進(jìn)行模擬，并使用帶阻尼模態(tài)求解器進(jìn)行再次求解，為下一步的顫振分析打下基礎(chǔ)。
　　在進(jìn)行顫振分析時(shí)，利用有限元程序中的剛度和阻尼矩陣單元模擬結(jié)構(gòu)單元上的氣動(dòng)剛度力和氣動(dòng)阻尼力，將橋梁顫振問題轉(zhuǎn)化為對(duì)結(jié)構(gòu)單元和氣動(dòng)單元組成的有限元系統(tǒng)的模態(tài)分析問題。并利用有限元中非對(duì)稱阻尼求解器，完成對(duì)系

3、統(tǒng)的模態(tài)分析。結(jié)合有限元軟件的命令流編程完成對(duì)風(fēng)速掃描以及頻率迭代，最后得到模態(tài)阻尼比與頻率隨風(fēng)速的變化曲線，從而得到顫振臨界風(fēng)速以及顫振頻率。
　　最后將超長(zhǎng)斜拉索多鏈桿化，分析索的局部振動(dòng)對(duì)千米級(jí)跨徑斜拉橋動(dòng)力特性的影響。預(yù)測(cè)并討論索的局部振動(dòng)對(duì)于千米級(jí)跨徑斜拉橋顫振特性的影響。
　　由于橋梁整體模態(tài)與斜拉索作為張力弦的固有模態(tài)重疊嚴(yán)重，橋梁基本模態(tài)會(huì)激發(fā)索的共振，所以多鏈桿模型對(duì)橋梁自振特性影響較大。對(duì)于低階和高階模態(tài)