臺風(fēng)作用下跨海斜拉橋的失效機(jī)理.pdf

1、隨著大跨斜拉橋的快速建設(shè)，橋梁的風(fēng)敏感性也不斷增大。因此，在臺風(fēng)多發(fā)地區(qū)，研究臺風(fēng)風(fēng)場特性及其引起的橋梁失效機(jī)理具有重要的理論意義和工程價值。本文在分析了橋梁風(fēng)致破壞的幾種主要形式后，重點研究斜拉橋在抖振作用下的失效機(jī)理。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)臺風(fēng)的風(fēng)場特性，采用1949-2011年的熱帶氣旋記錄，基于YanMeng臺風(fēng)模型，擬合出了浙江定海站的臺風(fēng)風(fēng)剖面擬合值α=0.132。并根據(jù)臺風(fēng)的脈動風(fēng)特性選擇了Sham

2、a提出的臺風(fēng)湍流強(qiáng)度修正公式進(jìn)行湍流強(qiáng)度的計算。
　　(2)采用諧波疊加法，結(jié)合基于功率譜密度陣的正交分解(POD)，考慮橫橋向脈動分量和豎橋向脈動分量的負(fù)單點相干性來進(jìn)行良態(tài)風(fēng)和臺風(fēng)三維風(fēng)場的數(shù)值模擬。良態(tài)風(fēng)的風(fēng)譜選擇《公路橋梁抗風(fēng)設(shè)計規(guī)范》（JTG/TD60-01-2004）推薦的Kaimal橫橋向譜和Panofsky-McCormick豎橋向譜，順橋向譜選用對應(yīng)的Kaimal譜;臺風(fēng)風(fēng)譜選用根據(jù)實測擬合的臺風(fēng)譜，順橋向譜與良

3、態(tài)風(fēng)一致。
　　(3)應(yīng)用CFD二維流體數(shù)值模擬計算斜拉橋主梁從-10°到10°的三分力系數(shù)，繪制三分力系數(shù)曲線。應(yīng)用三維流體數(shù)值模擬計算橋塔的阻力系數(shù)，得到橋塔7個控制斷面的阻力系數(shù)。在.ANSYS中建立斜拉橋的有限元模型，對于抖振力的氣動導(dǎo)納采用等效風(fēng)譜法，而自激力的添加則在ANSYS中編程進(jìn)行實現(xiàn)。
　　(4)對兩種不同風(fēng)場下的斜拉橋分別進(jìn)行主梁和斜拉索的抖振分析。計算結(jié)果顯示，臺風(fēng)作用下橋梁的位移風(fēng)振系數(shù)比良態(tài)風(fēng)的大