武漢青山長(zhǎng)江公路大橋主橋?yàn)橹骺?38m的全飄浮體系斜拉橋,橋塔高度超過(guò)270m。為了檢驗(yàn)橋塔在施工階段的抗風(fēng)安全性,采用ANSYS軟件分析該橋北塔結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性,并制作縮尺比為1∶100的自立北塔氣動(dòng)彈性模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),研究橋塔自立狀態(tài)在均勻流場(chǎng)、紊流場(chǎng)中的渦振和馳振響應(yīng),以及在紊流場(chǎng)中的抖振響應(yīng)。結(jié)果表明:橋塔自立狀態(tài)在均勻流場(chǎng)中檢驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)僅發(fā)生了微小的渦振,未發(fā)生馳振現(xiàn)象;在紊流場(chǎng)中檢驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)橋塔未發(fā)生明顯的渦振、馳振等現(xiàn)象;在紊流場(chǎng)中施工階段設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速作用下,橋塔順橋向抖振位移遠(yuǎn)大于橫橋向抖振位移,當(dāng)風(fēng)向角為15°及60°～75°時(shí),橋塔塔頂順橋向抖振位移均方根最大,為62～67mm,不影響橋塔施工安全。 

【文章來(lái)源】：橋梁建設(shè). 2020,50(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

北塔布置

采用ANSYS軟件建立橋塔結(jié)構(gòu)有限元模型（圖2）。橋塔按照實(shí)際空間位置離散為三維梁?jiǎn)卧�，其底部為固定約束，根據(jù)橋塔截面特性、質(zhì)量參數(shù)、材料參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。橋塔截面特性、質(zhì)量參數(shù)、材料參數(shù)均參考施工圖設(shè)計(jì)[15]確定，其中橋塔采用C55混凝土，彈性模量為35.5GPa。由于橋塔屬于高聳結(jié)構(gòu)，且剛度和質(zhì)量分布相對(duì)均勻，風(fēng)致振動(dòng)時(shí)，一般前幾階模態(tài)起主要作用，北塔前5階模態(tài)如表1所示。由表1可知：北塔第1階振動(dòng)頻率為0.133 1Hz，周期為7.513s，說(shuō)明北塔屬于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，會(huì)帶來(lái)塔頂風(fēng)致振動(dòng)位移大的不利影響；北塔面內(nèi)彎曲振型早于面外彎曲振型出現(xiàn)，說(shuō)明橋塔對(duì)順橋向風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng)更敏感；一階扭轉(zhuǎn)振型出現(xiàn)較晚，說(shuō)明橋塔的抗扭穩(wěn)定性較好。4 橋塔氣動(dòng)彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn)

在紊流場(chǎng)中重點(diǎn)檢驗(yàn)橋塔的抖振性能，同時(shí)分析橋塔自立狀態(tài)在紊流場(chǎng)中是否會(huì)發(fā)生渦振和馳振現(xiàn)象。分析可知：在檢驗(yàn)風(fēng)速范圍內(nèi)，北塔在各風(fēng)向角下均未發(fā)生明顯的渦振及發(fā)散性馳振現(xiàn)象，但在不同風(fēng)向角、不同風(fēng)速下均發(fā)生不同程度的抖振。圖4 均勻流場(chǎng)北塔渦振響應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
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