大跨度斜拉桥桥塔自立状态抗风性能试验研究

发布时间：2021-12-22 10:31

　　武汉青山长江公路大桥主桥为主跨938m的全飘浮体系斜拉桥,桥塔高度超过270m。为了检验桥塔在施工阶段的抗风安全性,采用ANSYS软件分析该桥北塔结构动力特性,并制作缩尺比为1∶100的自立北塔气动弹性模型进行风洞试验,研究桥塔自立状态在均匀流场、紊流场中的涡振和驰振响应,以及在紊流场中的抖振响应。结果表明:桥塔自立状态在均匀流场中检验风速范围内仅发生了微小的涡振,未发生驰振现象;在紊流场中检验风速范围内桥塔未发生明显的涡振、驰振等现象;在紊流场中施工阶段设计基准风速作用下,桥塔顺桥向抖振位移远大于横桥向抖振位移,当风向角为15°及60°～75°时,桥塔塔顶顺桥向抖振位移均方根最大,为62～67mm,不影响桥塔施工安全。 

【文章来源】：桥梁建设. 2020,50(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

北塔布置

采用ANSYS软件建立桥塔结构有限元模型（图2）。桥塔按照实际空间位置离散为三维梁单元，其底部为固定约束，根据桥塔截面特性、质量参数、材料参数计算结构动力特性。桥塔截面特性、质量参数、材料参数均参考施工图设计[15]确定，其中桥塔采用C55混凝土，弹性模量为35.5GPa。由于桥塔属于高耸结构，且刚度和质量分布相对均匀，风致振动时，一般前几阶模态起主要作用，北塔前5阶模态如表1所示。由表1可知：北塔第1阶振动频率为0.133 1Hz，周期为7.513s，说明北塔属于长周期结构，会带来塔顶风致振动位移大的不利影响；北塔面内弯曲振型早于面外弯曲振型出现，说明桥塔对顺桥向风致振动响应更敏感；一阶扭转振型出现较晚，说明桥塔的抗扭稳定性较好。4 桥塔气动弹性模型风洞试验

在紊流场中重点检验桥塔的抖振性能，同时分析桥塔自立状态在紊流场中是否会发生涡振和驰振现象。分析可知：在检验风速范围内，北塔在各风向角下均未发生明显的涡振及发散性驰振现象，但在不同风向角、不同风速下均发生不同程度的抖振。图4 均匀流场北塔涡振响应

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3546247