大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析
大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析
大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析一、本文概述随着交通工程技术的不断发展和创新，大跨度斜拉桥作为现代桥梁工程的重要代表，其在桥梁建设领域的应用越来越广泛。
然而，随着桥梁跨度的增大，其结构特性和动力学行为也变得越来越复杂，尤其是在强风作用下的颤抖振响应和静风稳定性问题，已经成为桥梁工程领域研究的热点和难点。
本文旨在针对大跨度斜拉桥的颤抖振响应及静风稳定性进行深入的分析和研究，以期为提高大跨度斜拉桥的设计水平和安全性提供理论支持和实践指导。
本文首先将对大跨度斜拉桥的结构特点和动力学特性进行概述，阐述其在强风作用下的颤抖振响应机制和静风稳定性的基本概念。
接着，本文将详细介绍大跨度斜拉桥颤抖振响应的分析方法，包括颤振机理、颤振分析方法以及颤振控制措施等。
本文还将探讨大跨度斜拉桥的静风稳定性分析方法，包括静风稳定性评估方法、静风稳定性影响因素以及静风稳定性控制措施等。
本文将结合具体工程案例，对大跨度斜拉桥的颤抖振响应及静风稳定性进行实例分析，以验证本文所提分析方法的有效性和实用性。
本文的研究成果将为大跨度斜拉桥的设计、施工和运营提供有益的参考和借鉴，对于提高我国桥梁工程的设计水平和安全性具有重要的理论意义和实践价值。
二、大跨度斜拉桥颤抖振响应分析大跨度斜拉桥作为现代桥梁工程的重要形式，其结构特性和动力行为是桥梁工程领域研究的重点。
颤抖振，作为一种常见的桥梁振动形式，对桥梁的安全性和使用寿命有着重要影响。
因此，对大跨度斜拉桥的颤抖振响应进行深入分析，对于优化桥梁设计、确保桥梁安全具有重要的理论价值和实际意义。
在颤抖振分析中，首先要考虑的是桥梁结构的动力学特性。
大跨度斜拉桥由于其特殊的结构形式，其动力学特性相较于传统桥梁更为复杂。
在风的作用下，桥梁的振动会受到多种因素的影响，包括桥梁自身的结构参数、风的特性以及桥梁与风的相互作用等。
因此，在进行颤抖振分析时，需要综合考虑这些因素，建立准确的动力学模型。
要关注颤抖振的响应特性。
大跨度桥梁PK箱梁断面颤振性能研究
大跨度桥梁PK箱梁断面颤振性能研究方根深;杨泳昕;葛耀君【摘要】以某主跨820 m PK箱梁斜拉桥为背景,借助节段模型风洞试验并结合二维三自由度颤振分析理论方法(2D-3DOF method),进行了大跨度桥梁PK箱梁断面成桥状态颤振性能研究,提出了“软颤振”临界风速扭转响应根方差、峰值因子和阻尼比综合判定标准,并对三种尺寸抑流板颤振控制效果与驱动机理进行探索.研究表明,PK箱梁断面成桥状态具有明显的“软颤振”特点,而且风攻角效应明显,特别是0°和+3°颤振临界风速差异显著,主要是由于0°攻角表现为“弯扭耦合颤振”,+3°攻角为“单自由度扭转颤振”,两者气动阻尼变化规律差异明显而表现出不同的颤振特点;抑流板能有效提高PK箱梁断面+3°攻角的颤振临界风速,其增加了颤振耦合程度,虽然会激起更多的不利耦合气动阻尼,但是扭转运动自身产生的气动阻尼对系统的稳定作用也增强,气动阻尼之间的竞争将决定系统最终的发散.%Flutter performance of PK section girders for long-span bridges in the finished bridge state was investigated based on a cable-stayed bridge with the main span of 820 meters by means of sectional models' wind tunnel tests and the 2D-3DOF method.A comprehensive criterion with root mean square (RMS) deviation,peak factor and damping ratio of torsional responses of girders under critical wind speed to determine the critical point of "soft flutter" was proposed.The flutter control effect and flutter drive mechanism for 3 sizes of airflow-suppressing lamina were explored.The study showed that PK section girders in the finished bridge state have obvious "soft flutter" characteristics,the effects of wind attack angle are also obvious,especially,the flutter critical wind speeds under thewind attack angle of 0° and 3° have a remarkable difference,girders reveal bending-torsion coupled flutter under the wind attack angle of 0,while they reveal single-DOF torsion flutter under the wind attack angle of 3 due to their obviously different aerodynamic damping variation laws;airflow-suppressing lamina can effectively improve the flutter critical wind speed of PK section girders under the wind attack angle of 3 ° t o increase flutter coupling level;although more aerodynamic damping going against coupling are excited with airflow-suppressing laminas installed,the aerodynamic damping generated by torsional motion can enhance the system's stability;the competition among different types of aerodynamic damping determines if the system diverges.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)009【总页数】8页(P25-31,60)【关键词】PK箱梁断面;软颤振;抑流板;气动阻尼;颤振形态【作者】方根深;杨泳昕;葛耀君【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092【正文语种】中文【中图分类】U442.54;U448.5为了适应跨江跨海等工程需求，现代桥梁结构在设计理论、施工技术逐渐成熟的保证下，向跨度更大、体系更柔的方向发展，同时钢材的广泛使用，又使结构自重减轻、阻尼降低。
三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析
， 应谱最大值为 ０． 根据场 地 特 征 周 期， 形成 １ ４ ３ｇ 设计水平加速度反应谱 ， 并按该反应谱特征 ， 人工 合成 ３ 条地震动 加 速 度 时 程 ， 合成地震波的反应 谱与设计加速度反应谱吻合良好 ． 由于规范中没有具体说明人工合成三向地震 波的各分量最大 值 的 比 例 关 系 ， 本文根据结构抗 ］ 选用三向地震作用较大的比 震研究类文献 ［ ９ １ ０ － 例： 分 ２ 个工况 ： 工况 １ 三向加速 １∶０． ８ ５∶０． ６ ５，
载下的斜拉索应力 ； ｌ为斜拉索的水平投影长度 ． 对于大位移效 应 和 梁 柱 效 应 ， 可采用 Ｕ Ｌ列 ， 式法 引入单元切 线 刚 度 矩 阵 来 解 决 梁 柱 效 应 问 题， 通过随结构变 形 进 行 求 解 迭 代 来 处 理 大 位 移 效应问题 ． 结构阻 尼 不 变 的 地 震 运 动 有 限 元 增 量 方程如下 ． ¨ ） ）＝ Δ ） （ ） ＭΔ ｕ ｕ ｔ ｕ（ ｔ Ｆ（ ｔ ２ Δ Δ ｔ ＋Ｃ ｔ ＋Ｋ（
］｛ ｝ ［ ］｛ ｝ Ｋ Ｋ ｕ ０ ［ ＝ ］ ｛ ｝ ｛ Ｋ Ｋ Ｆ｝ ｕ ［
ｎ ｎ ｎ ｓ ｓ ｓ ｎ ｓ ｎ ｓ ｓ
ｕ ｎ ＋ ｕ ｓ
（ ） ３
式中 ： 下标ｓ 为支承点自由度 ； ｎ 为非支承点自 由 度． 可 采 用 直接求解法、 相 对 运 动 法、 等效荷载法 从而计算结构的地震行波 和大质量法进行 求 解 ， 效应 ．
［］ Ｅ ｒ ｎ ｓ ｔ公式 ８ 可以足够 精 确 的 计 算 斜 拉 索 的 等 效
利用 Ｕ Ｌ 列式法分析了几何非线性对大跨径斜拉 认为随着斜拉桥跨径的 桥地震时程反应 的 影 响 ， 增大 ， 几何非线性 对 结 构 动 力 特 性 及 抗 震 性 能 有
大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析
大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析在现代交通建设中，大跨度桥梁扮演着至关重要的角色。
它们跨越江河湖海、峡谷深壑，为人们的出行和货物运输提供了便捷通道。
然而，在大跨度桥梁的设计和运营过程中，非线性颤振和抖振是两个不容忽视的问题。
要理解大跨度桥梁的非线性颤振和抖振，首先得明白什么是颤振和抖振。
简单来说，颤振是一种自激振动，当气流流过桥梁结构时，可能会引起结构的振动，而这种振动又会反过来影响气流，从而形成一种恶性循环，导致结构的振幅不断增大，最终可能导致结构的破坏。
抖振则是由大气中的紊流引起的一种强迫振动，虽然不像颤振那样具有自激性质，但长时间的抖振也会对桥梁结构造成疲劳损伤，影响其使用寿命和安全性。
大跨度桥梁之所以容易出现非线性颤振和抖振，主要是因为其自身的特点。
大跨度意味着桥梁的结构更加复杂，柔性更大，对风的敏感性也就更强。
而且，随着桥梁跨度的不断增加，结构的非线性特性也变得更加显著。
在对大跨度桥梁的非线性颤振和抖振进行分析时，时程分析是一种非常重要的方法。
时程分析就是通过数值模拟的手段，对桥梁在风荷载作用下的振动响应进行逐时刻的计算和分析。
这种方法能够考虑到结构的非线性特性、风荷载的随机性以及各种复杂的边界条件，从而得到更加准确和可靠的结果。
为了进行时程分析，首先需要建立桥梁的有限元模型。
这个模型要尽可能准确地反映桥梁的实际结构和力学特性，包括桥梁的几何形状、材料属性、边界条件等等。
然后，需要确定风荷载的输入。
风荷载通常包括平均风荷载和脉动风荷载两部分。
平均风荷载可以根据规范中的公式计算得到，而脉动风荷载则需要通过风洞试验或者数值模拟来获取。
在进行时程分析时，还需要选择合适的数值计算方法。
常见的方法有中心差分法、Newmark 法等等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体情况进行选择。
同时，为了提高计算效率和精度，还需要采用一些数值技巧，比如自适应时间步长、子结构法等等。
通过时程分析，可以得到桥梁在风荷载作用下的位移、速度、加速度等响应。
大跨桥梁风致抖振时域分析及在ansys中的实现
关键词 : 长跨桥 ;抖振分析 ;时域法 ;有限元法
中图分类号 : U441. 3 ;U448. 27
文献标识码 : A
Time2Domain Analysis of Wind2Induced Buffet on Long2Span Bridges and Implementation of Analysis in ANSYS
线性等各种频域法所不能考虑的因素 ,故日益受到 重视 。在时域里进行抖振分析 ,关键是要求出作用 在桥梁上的气动力时域表达式 ,有了气动力后 ,就可 以用一般有限元的分析方法 ,对桥梁作时程分析 ,求 出抖振响应历程 ,然后对响应历程样本进行统计 ,求 出统计量 ,如位移均方根响应等 。文献[ 1 ]提出一种 准定常气动力模型 ,与传统时域抖振分析方法相比 ,
作用在主梁上单位展长自激力可以表达为工程应用为验证本文方法的正确性分别采用本文所提出的以单元气动刚度矩阵和单元气动阻尼矩阵形式表示的气动力模型和文献提出的准定常气动力模型分别对崖门桥的成桥状态进行风致抖振时域分析并对比了两个气动力模型计算出来的结果崖门大桥为双塔单索面预应力混凝土斜拉桥桥位处为类地表粗糙度类别主桥长668桥面平均高程为52ubcd10写成矩阵的形式可得单元气动阻尼矩静力三分力系数曲线主梁跨中节点横向竖向和扭转个重要自由度的位移响应时程结果见图本文模拟时间取为200但为了清晰起见只给出前40的结果其他时间点的结果与前40的结果类似
(9)
由式 (9) 可知 ,单位展长作用在主梁的气动力由三部
分组成 :静风力 、抖振力和自激力 , 由于静风力和抖
振力在一般参考文献中都有 , 本文不再给出 。作用
在主梁上单位展长自激力可以表达为 :
Fae ( t) = - C0δ· ( t) - K0δ( t)
大跨论文--桥梁振型分析
桥梁振型分析1.项目的背景和必要性对桥梁进行非线性地震响应分析，选择合适的模型进行有效的模拟和计算是非常重要的，地基土体的柔性变形将直接影响结构的动力特性，侧向荷载的分布模式体现了地震作用下结构的惯性力沿高度的分布，选择合适的模型一直是抗震分析相关研究所关注的问题。
1.1 项目概况不考虑地基柔性时，桥墩建模一般采用固结模型，即直接在桥墩底部施加固定约束，为了考虑地基柔性效应影响，本文考虑了在墩底施加六弹簧模型。
六弹簧模型将桩基础及下部结构的影响简化为作用在桥墩底部中心的集中弹簧，进而对上部结构进行抗震分析。
本文主要以80+128+80m预应力混凝土连续梁桥为例，进行固结模型与六弹簧模型的振型分析对比。
1.2．项目研究目的在墩底采用六弹簧约束的模型，使用弹性支承来模拟，其刚度矩阵可以通过资料手算得到，进而导入程序中，这种模型可以较准确模拟桥墩的实际约束情况，对进一步进行抗震验算做好铺垫。
2.项目科研现状2.1. 国内外研究现状在三维分析中，集中弹簧具有六个方向的刚度，分别对应墩底部中心发生单位位移（或转角）时对应的力（或弯矩），近似考虑桩土相互作用。
六弹簧法对桩基础的考虑相对简单，计算量小，在工程上应用比较广泛。
2.2 研究说明考虑桩-土之间的相互作用有利于抗震分析，六弹簧的方法比用固结的方法求出k值要小，根据/k mω=，自振周期T就会变大，所以在地震作用下六弹簧模型比固结模型能更好地消耗能量。
3.项目实施方案3.1 主要研究内容与结果3.1.1模型建立（1）使用Midas Civil 2011 建立80m+128m+80m连续梁桥模型，并采用变截面建立梁和墩单元。
考虑到两侧简支部分对边墩的影响，在边墩墩顶应附加简支梁一半质量的作用。
在三跨连续梁(简支梁长度为32m)墩顶设置450t 的节点质量。
（2）二期荷载取为184kN/m，并由程序将其转化为质量。
（3）每个墩顶使用弹性连接设立两组支座，各支座纵、横、竖三方向的刚度通过资料计算得到，能够较准确模拟实际支座。
浅谈大跨度桥梁的颤振
浅谈大跨度桥梁的颤振1 研究背景桥梁跨度大幅度增长带来的主要问题是结构刚度急剧下降，导致风致振动对桥梁的安全性、舒适性以及耐久性影响更加显著。
桥梁是处于大气边界层中的结构物，在自然风的作用下将产生振动响应，甚至造成结构毁坏、疲劳或过大变形及内力等问题。
1940年秋，美国华盛顿州建成才4个月的Tacoma Narrows悬索桥，在不到2Om/s的8级大风作用下发生强烈风致振动而破坏。
Tacoma桥风毁事故震惊了桥梁工程界，成为现代桥梁抗风研究的起点[1]。
风的动力作用激发了桥梁风致振动，而振动起来的桥梁又反过来影响空气的流动，改变空气作用力，形成风与结构的相互作用机制。
当空气力受结构振动的影响较小时，空气作用力作为一种强迫力，导致桥梁结构的有限振幅强迫振动，主要包括桥梁抖振和桥梁涡振；当空气力受结构振动的影响较大时，受振动结构反馈制约的空气作用力，主要表现为一种自激力，可能导致桥梁结构的发散性自激振动，主要包括桥梁颜振和涡激共振。
桥梁结构风荷载及其效应分类可以用图1来表示[2]。
2 古典藕合颤振理论1935年Theodorson基于势流理论与平板机翼气动力，率先得到了薄平板上的非定常气动力的解析表达式。
1948年Bleich首次运用了这一公式来解决悬索桥析架加劲梁的颤振分析。
不久，他发现根据此公式得到颤振临界风速远高于塔克马桥实际破坏风速。
因此，他修正了Theodorson公式，采用了逐次逼近法建立了悬索桥颤振分析方法。
1967年Thiele和Klöppel提出一种变系数的图解法，并绘制了诺漠图。
1976年Vander Put在Klöppel和Thiele诺漠图方法的基础上忽略结构阻尼的影响，提出了平板祸合颤振临界风速的近似公式[3]。
3 分离流颜振理论以Theodorsen平板颜振理论为基础Bleich悬索桥顾振分析方法忽视了流动的分离，正如Pugsley早先所预见的那样，如果将来能够用由试验方法确定的气动参数来代替Theodorsen解析表达式，可能会从根本上解决这个问题[4]。
大跨论文--桥梁振型分析
桥梁振型分析1.项目的背景和必要性对桥梁进行非线性地震响应分析，选择合适的模型进行有效的模拟和计算是非常重要的，地基土体的柔性变形将直接影响结构的动力特性，侧向荷载的分布模式体现了地震作用下结构的惯性力沿高度的分布，选择合适的模型一直是抗震分析相关研究所关注的问题。
1.1 项目概况不考虑地基柔性时，桥墩建模一般采用固结模型，即直接在桥墩底部施加固定约束，为了考虑地基柔性效应影响，本文考虑了在墩底施加六弹簧模型。
六弹簧模型将桩基础及下部结构的影响简化为作用在桥墩底部中心的集中弹簧，进而对上部结构进行抗震分析。
本文主要以80+128+80m预应力混凝土连续梁桥为例，进行固结模型与六弹簧模型的振型分析对比。
1.2．项目研究目的在墩底采用六弹簧约束的模型，使用弹性支承来模拟，其刚度矩阵可以通过资料手算得到，进而导入程序中，这种模型可以较准确模拟桥墩的实际约束情况，对进一步进行抗震验算做好铺垫。
2.项目科研现状2.1. 国内外研究现状在三维分析中，集中弹簧具有六个方向的刚度，分别对应墩底部中心发生单位位移（或转角）时对应的力（或弯矩），近似考虑桩土相互作用。
六弹簧法对桩基础的考虑相对简单，计算量小，在工程上应用比较广泛。
2.2 研究说明考虑桩-土之间的相互作用有利于抗震分析，六弹簧的方法比用固结的方法求出k值要小，根据/k mω=，自振周期T就会变大，所以在地震作用下六弹簧模型比固结模型能更好地消耗能量。
3.项目实施方案3.1 主要研究内容与结果3.1.1模型建立（1）使用Midas Civil 2011 建立80m+128m+80m连续梁桥模型，并采用变截面建立梁和墩单元。
考虑到两侧简支部分对边墩的影响，在边墩墩顶应附加简支梁一半质量的作用。
在三跨连续梁(简支梁长度为32m)墩顶设置450t 的节点质量。
（2）二期荷载取为184kN/m，并由程序将其转化为质量。
（3）每个墩顶使用弹性连接设立两组支座，各支座纵、横、竖三方向的刚度通过资料计算得到，能够较准确模拟实际支座。
大跨度桥梁的颤振研究综述(小学期作业)(精)
影响桥梁颤振主要有气动方面和结构方面两个方面的因素。气动方面主要是结构断面的气动外形，结构方面则主要是结构的质量、刚度、阻尼等。桥梁颤振是由以上二者的共同作用而导致的，故而要避免桥梁发生颤振现象，就必须研究二者影响颤振的机理和并且通过合理设计提高桥梁的颤振临界风速。
发生颤振的必要条件是：结构上的瞬时气动力与弹性位移之间有位相差，因而使振动的结构有可能从气流中吸取能量而扩大振幅。在气流速度较低的情况下，结构所吸取的能量会被阻尼消耗而不发生颤振，只有在速度超过某一值时，才会发生颤振。若吸取的能量正好等于消耗的能量，则结构维持等幅振动，与此状态对应的速度称为颤振临界速度v（简称颤振速度）。当气流速度跨越颤振速度时，振动开始发散。因此，桥梁设计中必须使桥梁颤振临界风速大于设计基准风速，还要有一定的安全储备，从而避免在使用过程中出现颤振现象。
带宽，将其应用于桥梁抖振控制具有更好的可靠性与稳定性。
目前，尽管人们已经发展了许多桥梁颤振方面的理论，但是桥梁颤振方面依然具有许多挑战。攻克这些挑战，需要众多学者的共同努力。
大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析
大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析在现代交通基础设施的建设中，大跨度桥梁因其跨越能力强、造型美观等优点而备受青睐。
然而，随着桥梁跨度的不断增大，风致振动问题日益突出，其中非线性颤振和抖振成为了桥梁设计和运营中必须要考虑的关键因素。
非线性颤振是一种自激振动现象，当风速超过一定临界值时，桥梁结构的振动会不断加剧，甚至导致结构的破坏。
与线性颤振不同，非线性颤振涉及到结构的几何非线性、材料非线性以及气动力非线性等多种复杂因素。
在大跨度桥梁中，由于结构的柔性较大，非线性效应更加显著，因此准确分析非线性颤振对于保障桥梁的安全性至关重要。
抖振则是一种由风的脉动成分引起的强迫振动。
即使在风速低于颤振临界风速时，抖振也会发生。
抖振虽然不会像颤振那样导致结构的迅速破坏，但长期的抖振作用会引起结构的疲劳损伤，降低桥梁的使用寿命。
对于大跨度桥梁来说，由于其对风的敏感性较高，抖振响应往往比较显著，因此也需要进行精确的分析和评估。
在进行大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析时，首先需要建立准确的数学模型。
桥梁结构通常可以采用有限元方法进行建模，将其离散为一系列的单元和节点。
在模型中，需要考虑结构的几何形状、材料特性、边界条件等因素。
对于风荷载的模拟，通常采用风洞试验或数值模拟的方法获取风场数据，并将其转化为作用在桥梁结构上的气动力。
在非线性颤振分析中，常用的方法包括直接数值模拟、半解析法和基于风洞试验的等效风荷载法等。
直接数值模拟是通过求解流体动力学方程和结构动力学方程的耦合方程来获得桥梁的颤振响应。
这种方法虽然精度较高，但计算量巨大，通常只适用于简单结构和小规模问题。
半解析法是将结构的运动方程在模态空间中进行展开，然后结合气动力的表达式求解颤振临界风速和颤振形态。
基于风洞试验的等效风荷载法是通过风洞试验测量桥梁在不同风速下的气动力，然后将其等效为静风荷载或等效风振荷载，再进行结构的动力分析。
这种方法简单实用，但精度相对较低，需要依赖大量的风洞试验数据。
大跨度桥梁风振问题综述
的作用十分敏感 ， 风荷 载 已成为 支配性 的荷 载 ， 至控 制大 桥 主 扭转两个频 率使之接近 ， 甚 并耦合 成单一 的颤振频 率 ， 使振 动发 散。
梁断 面的选择 和桥 的选择 。因此 ， 研究桥 梁风 致振动 的机理 ， 减 后者则是 由于空气 的负阻尼不 断抵 消结构 的正 阻尼 ， 最后通过 阻 小桥梁的风振响应 ， 保证桥梁 的安全工 作成为 当前 桥梁 风工程研 尼驱动使振动发 散 。颤 振是 一种 危险性 的 自激发 散振动 。在桥 究 的重 点 问 题 。 梁抗风设计 中要求发 生危 险性颤 振 的临界 风速 与桥梁 的设计 风
． ２ 静力作用 当风速没超 过 临界风 速 时， 风压产 生 的阻力 、 静 升 ２ ２． 限 幅振 动 它所引起结构 的振幅 有 限， 不会 发 散 ， 在低 风速 时经常发 但 力和扭 转力矩作用会 引起结构 的内力和变形 ； 当达 到或超过 临界
包括 涡激共 振和抖振等 。 风速时 ， 将使结构 出现空气静力失稳 。空气静力失 稳是指结 构在 生 ， １ 抖振 。由短周 期 的脉动 风 引起 的强迫 振动 。根 据紊 流产 ） 给定风速作用下 ， 主梁发生弯 曲和扭 转 ， 一方 面改变 了结构 刚度 ，
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第３ ３卷 第 ２ ４期
２０ ０ ７ 年 ８ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ 兀 瓜 Ｅ
Ｖｏ ＿ ３Ｎｏ ２ Ｉ３ ． ４
Ａ ｇ ２０ ｕ． ０７
・３９ ・ １
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ７ ２ —３ ９０ １０ —８ ５ ２０ ）４０ １ —２
文献标识码 ： Ａ
１ 近地 边界层 风特 性
和气 动非线性后 ， 静力稳定性的临界风速大约要折减 ６ ％左右 。 ０ ３ Ｊ
大跨度桥梁颤振研究现状
大跨度桥梁颤振研究现状xx年xx月xx日•引言•桥梁颤振的基本理论•桥梁颤振分析方法•桥梁颤振控制技术•桥梁颤振研究现状及发展•工程实例分析•结论与展望目录01引言1研究背景及意义23随着交通基础设施建设的快速发展，大跨度桥梁在国内外大量兴建。
大跨度桥梁在风、地震等荷载作用下易发生颤振，影响结构安全和使用性能。
研究大跨度桥梁颤振对保障桥梁安全具有重要意义。
颤振研究的发展历程从线性颤振到非线性颤振的研究，从单一因素到多因素耦合的研究，从稳态颤振到瞬态颤振的研究等。
目前，颤振研究已经形成了比较完善的理论体系和研究方法。
颤振研究始于20世纪初，经历了多个阶段的发展。
揭示大跨度桥梁颤振的基本现象和机理，提出相应的控制策略和方法。
研究目的主要包括大跨度桥梁颤振的模型建立、风、地震等荷载作用下颤振的数值模拟，以及基于性能的颤振控制方案设计等方面的研究。
研究内容研究目的和内容02桥梁颤振的基本理论颤振是一种自激振动，由结构自身或外部气流等激发源产生的振动，在一定条件下会持续不断并产生很大振幅。
桥梁颤振由于桥梁结构在风、车辆等外部激励下产生的振动，可能导致结构损伤、破坏或疲劳。
颤振的基本概念桥梁线性颤振由线性空气动力学原理引起的颤振，包括风致颤振和车辆致颤振。
桥梁非线性颤振当外部激励超过一定阈值时，桥梁结构进入非线性振动状态，产生复杂的颤振形态。
桥梁颤振的类型由于结构参数和外激励的耦合作用，导致桥梁发生颤振。
桥梁颤振的机理耦合颤振由于结构参数变化和外激励的相互作用，导致桥梁发生颤振。
参数激励颤振由结构自身产生的激励引起的颤振。
自激颤振03桥梁颤振分析方法通过数值求解桥梁结构的质量、刚度和阻尼矩阵，以及流体力学方程，实现对桥梁颤振的直接模拟。
直接数值模拟利用模态分析方法，求解桥梁结构模态振型和模态颤振频率，评估桥梁颤振稳定性。
模态数值模拟基于数值模拟的方法线性稳定性分析基于线性稳定性理论，建立桥梁颤振稳定性分析的线性微分方程，研究其特征值和特征向量。
大跨度悬索桥施工过程颤振分析的开题报告
大跨度悬索桥施工过程颤振分析的开题报告
标题：大跨度悬索桥施工过程颤振分析
背景：
悬索桥是一种常见的大跨度桥梁形式，在设计和施工中需要考虑各种因素，其中颤振是一个关键问题。
颤振是指结构在受到外部激励时出现的自然振动现象，如果不加以控制会对结构稳定性和安全性产生重大影响。
在悬索桥施工过程中，由于施工荷载的不稳定性和其他因素，颤振问题尤为突出，需要进行详细的研究和分析。
目的：
本研究旨在对大跨度悬索桥施工过程中的颤振问题进行深入分析，探讨颤振发生机理和影响因素，并提出有效的控制措施，保障结构的稳定性和安全性。
方法：
本研究将采用数值模拟方法对大跨度悬索桥的施工过程进行模拟，通过计算得到结构的应力、变形、频率等参数，进而分析结构的颤振特性和影响因素。
同时考虑结构的材料、截面形状、荷载条件等因素对颤振的影响，利用现有颤振控制方法和技术，提出针对性强的控制措施。
预期成果：
本研究将得到大跨度悬索桥施工过程中颤振行为的深入认识，能够有效预测和控制颤振现象，提高结构安全性。
同时，将建立完整的数值模拟方法，可供后续的实际工程应用，为悬索桥的设计、施工和维护提供参考依据。
参考文献：
1）赵建兵.大跨度悬索桥施工颤振的计算方法[J].中国公路学报,2014,27(4):65-69.
2）蔡峰煌. 断索工况下大跨度悬索桥的颤振探讨[J].铁道工程学报,2007,24(2):79-82.
3）陈永开. 双塔斜拉桥施工过程中颤振影响的数值模拟[J].桥梁建设,2019,49(6):93-99.。
乌江悬索桥抖振响应时域分析
简支后结构连续 T 梁，全桥长 1 253 m。桥的主梁采用由主 将三维相关的风速场简化为三个方向上独立的一维风速场，
桁、横梁、上、下平联等组成的钢桁加劲梁； 桥面板采用正交 亦即将三维相关的多变量随机过程简化为三个独立的一维
异性钢桥面板； 主塔采用直立式的门式框架结构． 两岸锚碇 多变量随机过程。
较弱，且目前对三个脉动分量之间的相关关系缺乏卓有成效 梁空间结构。
202
四川建筑 第 39 卷 2 期 2019. 4
此时，谱密度矩阵可以写为如下形式：
1
C C2 …
C 1 C …
S0（ ω）
=
S（
ω）
C2
C
1…
… … … … Cn－1 Cn－2 Cn－3 …
Cn－ 1
Cn－ 2
C
n
－
3
1
( ) [ ( ) ] 脉动风场的简化模拟
在笛 卡 儿 坐 标 系 下，大 跨 桥 梁 的 三 维 风 场 可 以 表
Cohjm（ rjm ，ω）
= exp
－ ω rjm …2π Uz
=
exp － ωΔ 2π Uz
| j －m|
= C| j－m|
式中： λ 为无量纲衰减因子，一般取 7 ～ 10，现偏保守地
均采用重力式锚。
根据悬索桥构形式及振动形态的特点，结合自然风的相
对于大跨度桥梁结构而言，一般属于轻柔结构，对风的 关特性，可将大缆三维相关的随机风场（ 即一个三维多变量
作用尤为敏感，因此有必要对其进行风致抖振分析，以保证 随机过程） 简化为在主梁上分别沿横桥向 z 和竖向 y 的多个
桥梁结构的抗风安全性。桥梁结构在随机风荷载作用下的 独立的线状一维风速场（ 即多个一维多变量随机过程） 。
大跨度中承式拱桥时域抖振分析
ｗｅｅ ｉ ｌｔ ｈ ｖ ｕ ｅｐ ｓ ｉｎｍｅｈ ｄ Ｂ ａｓ ｆ ｈ ａｔ ｏ ｒ ｒ ａ ｓｏｍ （ Ｆ ａ ｄＰ Ｄ ｉ． ｒ ｍｕａｅ ｉ ｔｅｗａｅ ｐｒ ｉｏ ｔｏ ． ｙｍｅｎ ｅＦ ｓ ｕｉ ｎｆｒ Ｆ Ｔ） ｎ Ｓ ｓ ｄｎ ｓ ｏ ｔ ｏｔ Ｆ ｅ Ｔｒ ｎ
Ｊ ｎ ａ ．２ ００ ８
文章 编 号 ：０ ０２ ７ （ ０ ８ ０ — ０ １０ １ ０ ．４ ２ ２ ０ ） １０ ２ —５
大 跨 度 中承 式 拱 桥 时 域 抖 振 分 析
晏 致 涛 ”，李 正 良 祁 仁 俊 ，
（ ． 庆 大 学 土 木工 程 学 院 ， １重 重庆 ４ ０ ４ ； ．重 庆 江 北 城 开 发 建 设 公 司 ， 庆 ００ ５ ２ 重 ４０ ２ ） ０ ００
维普资讯
第３ ５卷
第１ 期
湖
南
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大
学
学
报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖ０ ． ５。 ． １ ３ Ｎｏ １
２ ０ ０ ８ 年 １ 月
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｎ ｎ ＵＩ ｅＳ ｙ Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃｓ ｏ ｒａ ｏ ａ ｌ ｒ ｔ（ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ） Ｈｕ ｉ ｉ ｖ ｅ
ｔ ｒ ｌ ｔ ｎ，ｔ ｅ ｅ ｆｃｅ ｃ ｓ ｐ ｏ ｅ ｐ ａｉ ｏ ｏ ｈ ｆｉｉ ｎ ｙ ｗａ ｒ ｍｏｔ ｄ．Ｔｈｅ ｂ ｆｅ ｉ ｎ ｌｓｓｏ ｏ ｇ ｎｇ Ｙａ ｚ ｖ ｒＢｒｄ ｅ ｉ ｉ ｏ ｅ ｕ ｆ ｔｎｇ ａ ａｙ ｉ ｆＣｈ ｎ ｑｉ ｎｇ ｉＲｉ ｅ ｉｇ ｎ ｔｍｅ ｄ —
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大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析
线性时域分析方法都局限于抖振。
其基本流程是首先模拟桥梁风场的脉动风速时程，根据脉动风速计算抖振力和自激力，然后将抖振力和自激力的计算编入非线性有限元程序中，最后再运用这样的程序进行计算。
在这个流程中，非线性有限元程序是比较成熟的，但在脉动风速模拟和自激力的计算方面都还存在着对分析有重要影响的缺陷。
由于时域中耦合自激力的计算比较困难，过去的时程分析中都没有考虑耦合的自激力，因此，这样的分析方法不能用来分析耦合颤振2】。
本文在此对时程分析方法进行了改进。
首先是改进了模拟随机风场的谐波合成法，提高了模拟的效率。
然后本文实现了时域中耦合自激力的计算，从而在时域中实现了比较完善的风荷载计算。
利用这样的风荷载，本文在时域中统一了抖振和颤振的分析方法。
在时域中实现了耦合颤抖振和颤振分析。
根据这一方法，本文运用可视化编程技术，编制了大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析的有限元程序Nbuffet，并对程序进行了验证。
最后本文对江阴长江大桥进行了非线性颤振和抖振分析，得出了一些有益的结论。
二、脉动风送的模拟
要进行抖振时程分析就必须首先模拟作用在桥梁上的脉动风速时程。
本文采用经作者改进的谐波合成系列中的一种方法，大大提高了模拟效率，为在后文进行颤振时程分析中不断变换风速计算节约了时间。
作用在大跨度桥梁上脉动风速可视为一维多变量随机过程。
众所周知，用谐。