桥塔临时附着结构风致抖振响应时域分析

发布时间：2022-02-17 22:07

　　桥塔施工中的塔式吊机结构,底部可能无法直接依附于中塔柱上,需设置托架结构,同时沿高度设置附着杆件,该结构受到较大的脉动风作用。该文对沪通长江大桥桥塔及吊机附着结构进行风致抖振分析,采用计算流体力学软件对桥塔和吊机进行气动分析,得到桥塔与吊机结构的静气动力系数。结合桥址处风场资料,采用规范中的风谱密度函数,利用谱分解法得到桥址处的脉动风场。利用有限元软件建立桥塔及吊机附着结构的空间模型,采用准定常气动理论计算了作用在桥塔和吊机结构上的抖振力时程,实现结构在时程风力作用下抖振响应的数值模拟。计算结果表明:在脉动风作用下最上端附着杆件受力最大,且第5道附着尚未连接时,结构受力最不利;在工作风速条件下结构不会发生明显的风致响应,且附着结构受力合理;非工作状态风速下,结构产生较大位移,可能影响施工安全。 

【文章来源】：中外公路. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

塔吊及附着结构立面示意图(单位:cm)

采用有限元软件Ansys建立桥塔与塔吊结构有限元模型,除附着杆件采用Link8桁架单元外,其余均采用Beam44梁单元进行建模。桥塔的两塔柱底部均使用固定约束,约束6个方向自由度,附着杆件和主塔之间采用共节点连接,未释放约束自由度。5道附着阶段的桥塔与塔吊结构有限元模型如图2所示。3 桥塔及塔吊风致抖振计算

采用1∶60比例尺进行CFD建模,整体计算域为矩形,高度和宽度分别为桥塔截面特征长度的25倍和40倍。左边界为速度入口边界,右边界为压力出口边界,上下为对称边界。计算区域采用四边形非结构化网格,并在桥塔截面周围区域进行加密,总网格数约35万个。取桥塔上塔柱中截面及塔吊结构的网格划分如图3所示。计算不同风向角与横桥向分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°共8个角度下的抖振响应结果。在气动力计算时采用对于角度和位置关系进行建模计算。其中风向角0°的流场划分见图3。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]复杂山区峡谷大跨度钢桁梁悬索桥风致振动及气动措施[D]. 唐浩俊.西南交通大学 2016
[2]风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D]. 李永乐.西南交通大学 2003



本文编号：3630185