斜风作用下大跨度桥梁抖振响应时域分析_I_分析方法

桥 梁 与 隧道 工 程
ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ＆ Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ Ｉ Ｅ ｎ ｅ ｅ ｒ ＿ ｎ ｇ
以内 ，根据本 桥动力特性和黏滞流体阻尼器和横
向 钢 阻 尼 器 相关 抗 震 性 能 参 数 ，在 本 桥 纵 向抗 震
ห้องสมุดไป่ตู้
体系采用 １ ２ 个黏滞 流体 阻尼器 ，横 向抗震体 系采
本 项 目采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ 建 立 斜 拉 桥 动 力 有 限元 模
模型 ，基于该斜拉桥 的动力 特性 ，利用反应谱法 对该桥在罕遇地震作用下 的地震响应进行计算与
分 析 ，并 对 该 大跨 度 预应 力 混 凝 土 斜 拉 桥 的地 震 响应 特点 进 行 阐述 。
１ 工程 概 况
对 应 地震 动反 应谱 特征 周期 为 ０ ． ４ ５ ｓ 。
４ ５ ６ ７ ８ ９ １ Ｏ
１ ． ４ ｌ ９ １ ． ３ ９ ４ １ ． ３ ０ ８ １ ． ０ ５ ７ ０ ＿ ８ ７ １ ０ ． ７ ｌ ６ ０ ． ６ １ ７
０ ． ７ ０ ５ ０ ． ７ １ ７ ０ ． ７ ６ ５ ０ ． ９ ４ ６ １ ． １ ４ ８ １ ． ３ ９ ７ １ ． ６ ２ ｌ
对模 型 采 用 子 空 间 迭 代 法 进 行 模 态 分 析 ，仅
取 具 有 代 表 性 的前 １ ０阶振 型 ，周 期 、 自振 频 率 和
振 型特 征 如表 １ 所 示 ，部 分 典 型 的振 型 如 图 ２
所永。
表 ｌ 斜 拉 桥 自振 频 率 和 振 型 特 征 表
振 型阶次 周期（ ｓ ）
力 。然 而 ，我 国是 地 震 多发 国 家 ，灾 害 频 繁 ，地
底 板 水 平 设 置 。主 梁 采 用 预应 力 混 凝 土 结 构 ，按

时程分析法作用下大跨度斜拉桥的地震响应研究余报楚;王家嵩;艾杰【摘要】采用有限元分析软件MIDAS,建立了某大跨度斜拉桥模型,并通过时程分析法对该桥进行了地震响应分析,对顺桥向、顺桥向+纵桥向、顺桥向+横桥向+纵桥向三种一致激励工况作了比较,得出了一些有意义的结论.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)010【总页数】3页(P167-169)【关键词】斜拉桥;地震波;时程分析法;弯矩【作者】余报楚;王家嵩;艾杰【作者单位】大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023;大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023;大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】U442.55我们都知道，地震是以地震波来释放能量的，而且没有明确的方向，当它传到地面时，就会给地面带来破坏。

但是由于每一个地方地层分布、地质条件都存在着一定的差异，反应到地面上的时候，情况也是参差不齐的，没有任何时间、空间的规律可言。

当忽略地震的空间性，并认为所有的支承地震动都是相同的，这种方法在结构的地震反应分析中就被称为一致激励法。

大跨度桥梁的地震响应分析要比跨度小的桥梁复杂得多，把时间的变化、空间的变化都考虑进去，就是多点激励法。

多点激励法有如下实现方法：第一种是相对运动法，第二种为直接求解法，第三种是大质量法，第四种为等效荷载法。

在某种意义上说，一致激励输入法可以认为是多点激励法的一种特殊表现形式，可通过等效荷载法实现。

本文根据场地条件采用最常用的埃尔森特罗波(EL-Centro)，增幅系数为1，时间单位为1，分析类型为线性，采用振型叠加法瞬态分析，阻尼比为0.05。

本文的斜拉桥为一座对称式三跨连续梁斜拉桥，全长1 288 m，桥面总宽32 m，主桥跨径布置为320 m+648 m+320 m，弧度为5%，横断面设置为双向四车道。

该斜拉桥采用空间结构的有限元分析软件MIDAS来建立桥梁的有限元模型，利用时程分析法对斜拉桥进行地震响应分析，并设置顺桥向、顺桥向+纵桥向、顺桥向+横桥向+纵桥向三种工况进行对比分析。

斜拉桥抖振时域实用分析方法
司秀勇;潘慧敏
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】文章基于大型通用有限元软件ANSYS提出了一种大跨度桥梁抖振时域实用分析方法.在该方法中,自激力是通过向有限元模型中添加气动刚度和气动阻尼单元的方式来实现的.计算了独塔斜拉桥在不同风速和攻角下的抖振位移响应,与传统频域分析结果的比较表明了该方法的可行性.
【总页数】3页(P67-69)
【作者】司秀勇;潘慧敏
【作者单位】燕山大学,建工学院,河北,秦皇岛,066004;燕山大学,建工学院,河北,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】U442.5+9
【相关文献】
1.基于ANSYS的斜拉桥抖振性能时域分析 [J], 张四国;张一卓;闫旭
2.基于ANSYS的斜拉桥抖振时域实用分析方法 [J], 杨咏漪;廖海黎;李永乐
3.山区钢桁梁斜拉桥施工期抖振时域分析 [J], 夏培华;朱浩
4.斜拉桥抖振时域分析实用方法 [J], 黄新艺;盛洪飞;李岩;陈彦江
5.基于模态综合理论的斜拉桥时域抖振分析方法 [J], 孙航;陈彦江;盛洪飞
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m ⎛ λωD ⎞ 其中： C = exp⎜ − ⎟ ； ω mk = (k − 1) ∆ ω + ∆ ω ； U 2 π n ⎝ ⎠ 1
k=1,2,…N1 ； λ 是无量纲的衰减因子，取值范围约 为 7~10； U ( z ) 是主梁高度的平均风速；D 是模拟 风速点的水平间距。 2.2.2 桥梁风荷载 作用在桥梁上的风荷载由阻力 FD、升力 FL 和 升力矩 FM 三个分量组成。每个分量又包括三个部 分：由平均风引起的静风力、由脉动风引起的抖振 力以及由风与桥梁或车辆运动形成的相互作用而 (2) 产生的自激力。然而实际上，由静风力引起的桥梁 变形可以方便地根据风洞试验测得的阻力系数并 通过系统的静力平衡方程确定。所以在本文的桥梁 风振分析时，假定列车在桥上运行过程中平均风速 不发生变化，仅考虑了抖振力和自激力的作用。 (1) 桥梁抖振风力 作用于桥梁第 i 个节点的抖振力可以表示为[1]：
车桥系统风荷载由平均风和脉动风组成如图平均风作为静风荷载作用于桥塔主缆吊索桥面等结构上可引起桥梁整体较大的横向桥面行车方向列车上桥前上桥过程列车在桥上出桥过程列车出桥后风压风作用下列车悬索桥系统的振动机理fig1vibrationtrainsuspensionbridgesystemunderwindact风车桥系统动力分析模型21风车桥系统动力分析模型风荷载作用下的列车与大跨度悬索桥系统振动分析模型由车辆模型桥梁模型风荷载模型组车辆模型是由机车和车辆组成的列车每节车都是由车体转向架轮对以及弹簧阻尼悬挂装置组成多自由度振动系统
梁体、桥面系、桥上轨道等结构组成。在研究风荷 载作用下车桥体系的振动时，假定轨道与桥面之间 没有相对运动，忽略轨枕和扣件的弹性变形。 车桥系统风荷载由升力、阻力和扭转力矩三个 分量组成， 每个分量又包括： 平均风引起的静风力、 脉动风引起的抖振力、风与桥梁或车辆运动相互作 用而产生的自激力。由于静风力引起的桥梁变形可 以方便地根据风洞试验测出的三分力系数通过静 力分析确定，桥梁风荷载只考虑抖振力和自激力的 作用。由于列车通过桥梁时，带有横向平均风压的 车辆形成移动荷载列，对桥梁产生很大的冲击作 用，因此车辆风荷载包括：由平均风引起的静风力 和由脉动风引起的抖振力。为简化起见，分析中忽