懸索橋施工貓道非線性靜風響應.pdf

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第29卷第4期公路交通科技VoL29No.42012年4月JournalofHJighwayandTransportationResearchandDevelopmentApr.2012doi:10.3969/j.issn.1002—0268.2012.04.008懸索橋施工貓道非線性靜風響應汪潔1一,李宇2,劉健新2,李加武2,雷俊卿3(1.西安建筑科技大學土木工程學院,陜西西安710055;2.長安大學公路學院,陜西西安710064;3.北京交通大學土木建筑工程學院,北京100044)摘要:為了使懸索橋施工貓道靜風響應的研究更加接近真實,利用大型有限元軟件ANSYS,建立了澧水河特大懸索橋施工貓道的有限元計算分析模型,對貓道進行了非線性靜風響應研究。在貓道節段模型的靜力三分力試驗的基礎上,考慮貓道結構的幾何非線性和靜風荷栽的非線性,采用增量與內外兩重迭代相結合的方法,編制了精確求解施工貓道靜風失穩的計算程序,進而對澧水河特大懸索橋施工貓道進行了三維非線性靜風失穩分析。研究結果表明:向上的升力作用可使貓道承重繩的張力逐漸開始松弛,導致小跨貓道扭轉剛度減??;貓道發生靜力扭轉失穩的原因為減小的扭轉剛度不足以抵抗空氣力矩作用。關鍵詞:橋梁工程;懸索橋;有限元非線性分析;靜風響應;貓道中圖分類號:U448.25文獻標識碼:A文章編號:1002—0268(2012)04—0041一05NonlinearAerostaticResponseofCatwalkofSuspensionBridgeWANGJiel一,UYu2,LIUJianxin2,LIJiawu2,LEIJunqing’(1.SchoolofCivilEngineering,Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology,Xi’anShaanxi710055,China;2.SchoolofHighway。Chang’anUniversity,Xi’anShaanxi710064,China;3.SchoolofCi、rilEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Inordertomakethestudyonaerostaticresponseofsuspensionbridgecatwalkmorerealistic,basedontheFEAsoftwareANSYS.theFEAmodelofthecatwalkofLishuihegrandsuspensionbridgew鵲established.Basedonsectionmodelwindtunneltestforaerostatictri-componentforceofcatwalk,consideredthegeom&ricnonlinearityandaerostaticnonlinearityofcatwalkofthebridge,thecalculationprogramwhichcanaccuratelycalculatetheaerostaticinstabilityofcatwalkofsuspensionbridgewasestablishedbythemethodofcombiningtheincrementalandintemalandexternaliteration.Andthenthe3DnonlinearstaticwindinstabilityanalysisforthecatwalkofthebridgeWasperformed.Theresearchresultindicatesthat(1)theliftforcecanmaketensionofload·beatingropeincatwalkgraduallyrelaxesandthetorsionalstiffnessofsmallspancatwalkdecreases;(2)thereasonofaerostatictorsionalinstabilityisthatthedecreasedtorsionalstiffnessisnotsufficienttoresisttheaerialtorqueeffect.Keywords:bridgeengineering;suspensionbridge;finiteelementnonlinearanalysis;aerostaticresponse;catwalko引言,薯薹至磊蕓纂茲鬻膦裟器懸索橋施工貓道是架設在主纜之下,平行于主在整個主纜系統施工過程中,擔負著輸送索股、調收稿日期:201l—ll一03基金項目:國家自然科學基金項目(91915001,51078038,50878020);陜西省重點學科建設專項資金項目(EOi004);陜西省自然科學基金項目(201lJQ7009)作者簡介:汪潔(1979一),女,河南南陽人.博士,講師.([email protected].corn)
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