混凝土斜拉桥的抗风稳定性范文

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《广东建材杂志》2014年第十期

1桥梁结构动力特性计算分析

利用Midas/CiVil2012建立全桥有限元模型，对施工最大单悬臂、施工最大双悬臂及成桥状态桥梁结构动力特性进行了计算分析。其中主梁、主塔、过渡墩、承台、桩基均采用梁单元模拟，斜拉索采用桁架单元模拟，挂篮及横隔采用节点荷载进行模拟。根据大桥所处场地及桥跨结构特点，约束情况如下：在纵桥向采用半漂浮体系，即在每个主塔横梁支座附近设置纵向限位挡块，以抑制主梁的瞬间变形，保证行车的舒适性；在横桥向塔、梁之间设置两个限位支座；在竖向采用连续支承体系，塔、梁间及边墩设置纵向滑动支座提供竖向约束。

2颤振稳定性分析

根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/TD60-01-2004），主跨为250m的斜拉桥不用计算静力稳定性；主梁宽高比B/H=36.5/3=12.17>4，可不验算混凝土主塔自立状态下的驰振稳定性；混凝土主梁斜拉桥可不考虑涡激共振的影响；抖振需通过风洞试验测定或者数值模拟技术计算其气动力参数，根据本桥实际情况无必要做此项试验和数值模拟。因此，仅需作颤振稳定性的验算。基本风速、设计基准风速、颤振检验风速的确定：

2.1基本风速由于本桥所在地气象站不具有足够的风速观测数据，大桥所在地区的基本风速参照周边其他桥梁的基本风速与《公路桥梁抗风设计规范》附录A中的基本风速图表，可以确定基本风速V10=33.7m/s。

2.2设计基准风速均安水道特大桥桥址位于佛山市，桥址位置地势平坦，水面开阔。桥址地表类别划分为A类。对施工最大双悬臂和施工最大单悬臂阶段的抗风稳定性检验，可考虑风速重现期系数。但考虑到本桥桥址属于华南沿海台风区（Ⅳ）,风速应适当提高，偏安全考虑,施工阶段基准风速取与成桥阶段相同。

2.3颤振检验风速根据结构动力特性的分析结果，选取主梁竖向和扭转方向的基频及对应振型，将成桥状态等效为弯扭两自由度系统，同时考虑攻角和形状系数的影响，计算颤振临界风速。

3结论

⑴根据《公路桥梁抗风设计规范》、大桥地区的气象资料和参照周边桥梁的资料，桥位处的基本风速取为33.7m/s；桥面处的设计基准风速为44.4m/s；成桥状态与施工阶段的颤振检验风速为67.2m/s。⑵桥梁结构动力分析表明成桥状态时的一阶对称竖弯频率为0.145Hz，一阶对称扭转频率为1.004Hz；最大双悬臂时的一阶对称竖弯频率为0.456Hz，一阶对扭转频率为1.335Hz；最大单悬臂时的一阶对称竖弯频率为0.132Hz，一阶对称扭转频率为1.276Hz。成桥阶段的扭弯比最大。⑶颤振分析结果表明，均安水道特大桥主桥无论在成桥状态或施工最不利状态均满足颤振稳定性要求，且有较大的富余度，具有足够的抗风稳定性。

作者：胡正涛单位：广东省公路勘察规划设计院股份有限公司