臺風作用下跨海斜拉橋的失效機理.pdf

1、隨著大跨斜拉橋的快速建設，橋梁的風敏感性也不斷增大。因此，在臺風多發(fā)地區(qū)，研究臺風風場特性及其引起的橋梁失效機理具有重要的理論意義和工程價值。本文在分析了橋梁風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理。主要研究內容及結論如下:
　　(1)根據(jù)臺風的風場特性，采用1949-2011年的熱帶氣旋記錄，基于YanMeng臺風模型，擬合出了浙江定海站的臺風風剖面擬合值α=0.132。并根據(jù)臺風的脈動風特性選擇了Sham

2、a提出的臺風湍流強度修正公式進行湍流強度的計算。
　　(2)采用諧波疊加法，結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單點相干性來進行良態(tài)風和臺風三維風場的數(shù)值模擬。良態(tài)風的風譜選擇《公路橋梁抗風設計規(guī)范》（JTG/TD60-01-2004）推薦的Kaimal橫橋向譜和Panofsky-McCormick豎橋向譜，順橋向譜選用對應的Kaimal譜;臺風風譜選用根據(jù)實測擬合的臺風譜，順橋向譜與良

3、態(tài)風一致。
　　(3)應用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納采用等效風譜法，而自激力的添加則在ANSYS中編程進行實現(xiàn)。
　　(4)對兩種不同風場下的斜拉橋分別進行主梁和斜拉索的抖振分析。計算結果顯示，臺風作用下橋梁的位移風振系數(shù)比良態(tài)風的大