混凝土斜拉橋的抗風穩定性范文

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《廣東建材雜志》2014年第十期

1橋梁結構動力特性計算分析

利用Midas/CiVil2012建立全橋有限元模型，對施工最大單懸臂、施工最大雙懸臂及成橋狀態橋梁結構動力特性進行了計算分析。其中主梁、主塔、過渡墩、承臺、樁基均采用梁單元模擬，斜拉索采用桁架單元模擬，掛籃及橫隔采用節點荷載進行模擬。根據大橋所處場地及橋跨結構特點，約束情況如下：在縱橋向采用半漂浮體系，即在每個主塔橫梁支座附近設置縱向限位擋塊，以抑制主梁的瞬間變形，保證行車的舒適性；在橫橋向塔、梁之間設置兩個限位支座；在豎向采用連續支承體系，塔、梁間及邊墩設置縱向滑動支座提供豎向約束。

2顫振穩定性分析

根據《公路橋梁抗風設計規范》（JTG/TD60-01-2004），主跨為250m的斜拉橋不用計算靜力穩定性；主梁寬高比B/H=36.5/3=12.17>4，可不驗算混凝土主塔自立狀態下的馳振穩定性；混凝土主梁斜拉橋可不考慮渦激共振的影響；抖振需通過風洞試驗測定或者數值模擬技術計算其氣動力參數，根據本橋實際情況無必要做此項試驗和數值模擬。因此，僅需作顫振穩定性的驗算。基本風速、設計基準風速、顫振檢驗風速的確定：

2.1基本風速由于本橋所在地氣象站不具有足夠的風速觀測數據，大橋所在地區的基本風速參照周邊其他橋梁的基本風速與《公路橋梁抗風設計規范》附錄A中的基本風速圖表，可以確定基本風速V10=33.7m/s。

2.2設計基準風速均安水道特大橋橋址位于佛山市，橋址位置地勢平坦，水面開闊。橋址地表類別劃分為A類。對施工最大雙懸臂和施工最大單懸臂階段的抗風穩定性檢驗，可考慮風速重現期系數。但考慮到本橋橋址屬于華南沿海臺風區（Ⅳ）,風速應適當提高，偏安全考慮,施工階段基準風速取與成橋階段相同。

2.3顫振檢驗風速根據結構動力特性的分析結果，選取主梁豎向和扭轉方向的基頻及對應振型，將成橋狀態等效為彎扭兩自由度系統，同時考慮攻角和形狀系數的影響，計算顫振臨界風速。

3結論

⑴根據《公路橋梁抗風設計規范》、大橋地區的氣象資料和參照周邊橋梁的資料，橋位處的基本風速取為33.7m/s；橋面處的設計基準風速為44.4m/s；成橋狀態與施工階段的顫振檢驗風速為67.2m/s。⑵橋梁結構動力分析表明成橋狀態時的一階對稱豎彎頻率為0.145Hz，一階對稱扭轉頻率為1.004Hz；最大雙懸臂時的一階對稱豎彎頻率為0.456Hz，一階對扭轉頻率為1.335Hz；最大單懸臂時的一階對稱豎彎頻率為0.132Hz，一階對稱扭轉頻率為1.276Hz。成橋階段的扭彎比最大。⑶顫振分析結果表明，均安水道特大橋主橋無論在成橋狀態或施工最不利狀態均滿足顫振穩定性要求，且有較大的富余度，具有足夠的抗風穩定性。

作者：胡正濤單位：廣東省公路勘察規劃設計院股份有限公司