武漢青山長江公路大橋主橋為主跨938m的全飄浮體系斜拉橋,橋塔高度超過270m。為了檢驗橋塔在施工階段的抗風安全性,采用ANSYS軟件分析該橋北塔結(jié)構(gòu)動力特性,并制作縮尺比為1∶100的自立北塔氣動彈性模型進行風洞試驗,研究橋塔自立狀態(tài)在均勻流場、紊流場中的渦振和馳振響應(yīng),以及在紊流場中的抖振響應(yīng)。結(jié)果表明:橋塔自立狀態(tài)在均勻流場中檢驗風速范圍內(nèi)僅發(fā)生了微小的渦振,未發(fā)生馳振現(xiàn)象;在紊流場中檢驗風速范圍內(nèi)橋塔未發(fā)生明顯的渦振、馳振等現(xiàn)象;在紊流場中施工階段設(shè)計基準風速作用下,橋塔順橋向抖振位移遠大于橫橋向抖振位移,當風向角為15°及60°～75°時,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。 

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

【文章頁數(shù)】：6 頁

【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）。橋塔按照實際空間位置離散為三維梁單元，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)計算結(jié)構(gòu)動力特性。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[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)量分布相對均勻，風致振動時，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階振動頻率為0.133 1Hz，周期為7.513s，說明北塔屬于長周期結(jié)構(gòu)，會帶來塔頂風致振動位移大的不利影響；北塔面內(nèi)彎曲振型早于面外彎曲振型出現(xiàn)，說明橋塔對順橋向風致振動響應(yīng)更敏感；一階扭轉(zhuǎn)振型出現(xiàn)較晚，說明橋塔的抗扭穩(wěn)定性較好。4 橋塔氣動彈性模型風洞試驗

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

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3546247