08-静风荷载下的大跨度斜拉桥稳定性分析

大跨度混凝土斜拉桥静力稳定性分析

应力刚度矩阵的方法计入来考虑，在ＡＳＳ中可通过打开ＮＹ应力刚化开关来实现；斜拉索垂度效应采用Ｅｎｔ出的等ｒｓ提效弹性模量，采用直弦杆的修正弹性模量代替曲线索的弹性模量。
材料非线性一般表现为非线性的应力一应变关系。马桑溪长江大桥所用的混凝土材料本构关系采用简化的分段
稳定安全系数定义为结构达到极限承载能力（极值点）时关于本阶段总荷载的加载倍数。失稳模式为结构达到极限承载能力时的结构位移，按加载过程中结构沿面内、面外的位移变化倍数大小分为面内失稳、面外失稳和组合
失稳。
１研究方法
四川建筑
第２７卷４期
２０．８０７０
维普资讯
３计算结果及分析
线性。
箱形断面结构形式，横向抗扭刚度较大，马桑溪大桥的空间有限元模型采用了单主梁的空间 “ 鱼骨式” 模型。索塔采用梁单元模拟；斜拉索用杆单元按等效弹性模量法来模拟；拉索与梁、塔的连接处理，采用刚臂单元；对于边跨
本文以马桑溪大桥为工程背景，利用ＡＳＳ进行稳定ＮＹ
【献标识码】Ｂ文
本构关系曲线的基础上简化而成，即将其上升段的二次抛物线简化为两条直线” 。
由于斜拉桥的主梁、索塔以及斜拉索在施工过程中不可避免地具有初弯曲、初偏心、残余应力等初始缺陷，其稳定问题是第二类稳定问题。考虑上述的非线性效应及单根构件极限承载力的影响，并计及施工和加载过程的位移和应力（内力）叠加效应，采用荷载增量方法求解非线性有限元增量平衡方程，按第二类稳定（极值点失稳）问题

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。

大跨度斜拉桥静风稳定性及影响参数分析

文章编号:1671-2579(2010)03-0114-04大跨度斜拉桥静风稳定性及影响参数分析张辉1,韩艳2,田仲初2(1.南阳理工学院,河南南阳 473004; 2.长沙理工大学土木与建筑学院)摘要:随着跨径不断增大,斜拉桥存在静风失稳的可能性增加。

笔者综合考虑了静风荷载和结构自身非线性因素的影响,引用大跨度桥梁非线性静风稳定性分析理论,采用增量双重迭代搜索法对某大跨度斜拉桥进行了非线性静风稳定性分析,根据其非线性全过程分析结果探明其静风失稳机理,并探讨了不同参数对其静风稳定性的影响。

关键词:大跨度斜拉桥;静风失稳;非线性;增量双重迭代搜索法;Ansys 软件收稿日期:2010-05-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:50908025)作者简介:张辉,男,硕士.1 前言随着斜拉桥跨径的不断增大,新的问题不断出现,风荷载作用下大跨径桥梁的静风稳定问题就是其一。

但目前大跨度斜拉桥的抗风研究主要集中在结构的抖振响应和气动稳定问题上,而对其静风失稳现象重视不够。

近年来,风洞试验研究结果表明:随着跨径的不断增大,斜拉桥存在静风失稳的可能性增加。

因此,有必要对各种形式的大跨度斜拉桥的静风稳定性问题进行全面的考察研究。

静风失稳是静风荷载与结构变形耦合作用的一种体现。

过去,对大跨度悬索桥空气静力失稳的计算方法都比较简单,仅限于验算横向静风引起的侧倾失稳以及纯升力作用下的扭转发散,且没有考虑结构与风荷载非线性因素的相互作用,用于实际结构的静风稳定分析时,难以获取准确的静风失稳临界点,也无法揭示结构失稳全过程以及空气静力行为的非线性特征。

为了能全面了解大跨度斜拉桥静风失稳的发生机理,考察各种不同参数对结构静风失稳的影响,从而准确预测结构发生静风失稳的临界风速,为今后进行斜拉桥抗静风设计及状态评估奠定良好的基础。

笔者在综合考虑结构几何非线性和静风荷载非线性的基础上采用大跨度桥梁静风稳定性计算方法对某大跨度斜拉桥静风稳定性进行了计算,根据计算结果分析该大桥静风失稳的机理。

大跨径斜拉桥抗风稳定性研究

大跨径斜拉桥抗风稳定性研究摘要：伴随着我国桥梁跨径的不断延展伸长，对于柔性较大的斜拉桥来讲，在设计时需要考虑风致效应产生的空气动力问题，对应问题需要多方面因素出发提出风振控制手段措施，以保证大跨径斜拉桥具有足够的抗风稳定性。

关键词：大跨径桥梁；风致效应；气动措施中图分类号：TU 13 文献标志码：A 文章编号：1940年塔科马海峡大桥发生严重风毁事件，引发了国际桥梁工程界及空气动力界的极大关注，这也标志着自此为桥梁风工程研究的起点，使得在桥梁设计之中开始考虑桥梁风致效应的严重性。

由此可见风致效应对大跨径桥梁有着极其重要的作用，桥梁在抗风方面的研究也有着举足轻重的意义。

明确大跨径斜拉桥在抗风设计中的设计要点；找到大跨径斜拉桥不同设计参数对结构气动稳定性的影响；根据风致振动的机理，能够采用相应的结构措施、气动措施、机械措施来提高桥梁的抗风性能[1]，具有重要工程价值及研究意义。

1 桥梁风致灾害实例2020年5月5日下午15时左右，连接珠江两岸的广东虎门大桥发生了异常的抖动现象，悬索桥桥面晃动不但感知明显，影响了行车的舒适性及交通安全性，且其振幅在监控中显示为波浪形，幅值过大。

这件事情引发了不单有我国桥梁工程专业的广泛关注，在社会中也激发了广大人民群众的激烈讨论及反响。

此次虎门大桥的异常晃动并没有发生一定的损失，相关部门也立即采取措施，对虎门大桥进行双向封闭管制，对虎门大桥也进行了紧急的全面检查检测，交通运输部也组建了专家工作组到现场进行研究指导。

随着我国大跨径桥梁的发展建设，桥梁风害也时有发生，例如广州九江公路斜拉桥在施工过程中吊机被8级大风吹倒进而砸坏主梁；江西长江公路铁路两用桥吊杆发生涡激共振；上海杨浦大桥斜拉索的风雨振引起的拉索索套严重毁坏等[3]。

灾害的发生时刻警醒着人们，大跨径斜拉桥的设计中有关抗风设计日益成为焦点；桥梁风害的问题的重要性，促使着人们对桥梁风致效应的研究不断深入。

2 桥梁结构的风致效应桥梁结构的风致效应十分复杂，它受结构的形状、刚度、风的自然特性以及二者相互作用的影响。

斜拉桥的稳定性分析

斜拉桥的稳定性分析摘要：为了探讨大跨预应力混凝土斜拉桥的稳定性，为桥梁设计施工提供重要的理论依据，本文对斜拉桥稳定性的分析理论与计算方法进行了阐述，用ANSYS非线性有限元程序，结合重庆一座超大跨径预应力混凝土斜拉桥—奉节长江大桥，线性与非线性稳定安全系数进行了数值模拟分析，得到奉节长江大桥安全系数能够满足使用要求和规范规定，并验证了方法的合理性。

关键词桥梁工程斜拉桥稳定性0 引言随着斜拉桥跨径的不断增大，其索塔越来越高，加劲梁越来越纤细，跨度增加引起梁、塔承受的轴向压力剧增，索的垂度效应、梁塔p-Δ效应、结构大位移等几何非线性效应明显增大。

这些不利因数的影响降低了桥梁结构抵抗静力失稳的能力，安全系数大为减少，稳定问题愈加突出。

1 斜拉桥第一类稳定问题分析理论从欧拉公式的推导可以明确第一类稳定问题提出的实质是对理想结构在理想的受力状态下，即不考虑变形产生的二次力效应及结构的初始缺陷，荷载增加至一定数量时结构出现平衡状态的分支，对于理想中心压杆而言即为直的和微弯的平衡状态。

欧拉公式如下所示：（1）式中：β—与边界条件有关的系数，EI—结构的刚度，L —构件的长度。

从上式可以看出，欧拉荷载只与结构的边界条件、刚度和长度有关。

而与结构的材料的应力-变形性能无关。

这可以称其为第一类弹性屈曲的稳定问题。

在很多的文献当中，均认为第一类稳定问题即是只考虑结构线弹性的稳定问题，下面通过有限元平衡方程来表达结构失稳状态，并通过第二章给出的结构刚度矩阵中组成项的考虑给出对于第一类稳定问题的几何非线性及弹塑性屈曲概念。

2斜拉桥第二类稳定问题分析理论从有限元计算的角度看，分析桥梁结构极限承载能力的实质就是通过求解计入几何非线性和材料非线性对结构刚度矩阵的影响，根据平衡方程，寻找其极限荷载的过程。

桥梁结构在不断增加的外载作用下，结构刚度不断发生变化。

当外载产生的压应力或剪应力使得结构刚度矩阵趋于奇异时，结构承载能力就达到了极限，此时的外荷载即为结构的极限荷载。

独塔斜拉桥静风稳定性分析

独塔斜拉桥静风稳定性分析朱爱东【摘要】以某独塔钢箱梁斜拉桥为背景,进行抗风性能分析.采用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术计算得到主梁断面的静力三分力系数,分析静风扭转发散机理.对桥梁结构进行自振特性分析,为进一步研究风致振动提供依据.最后,进行了风载响应计算,评估该桥的抗风性能.【期刊名称】《山东交通学院学报》【年(卷),期】2014(022)002【总页数】4页(P49-52)【关键词】斜拉桥;静风稳定;风荷载;自振特性;临界风速【作者】朱爱东【作者单位】大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】U448.27斜拉桥以跨越能力大、桥型优美以及良好的经济性等优点得到了迅速发展［1］。

随着桥梁跨度越来越大，越来越柔，结构的静风稳定性问题日益凸显出来。

以前大多数专家学者把主要精力放在研究桥梁结构的动力失稳问题上，这是因为根据以往经验，大跨径桥梁结构的静风失稳风速要比结构的颤振临界风速高。

目前，桥梁结构的空气动力问题已得到妥善的解决，但对空气静力问题的研究仍然欠缺［2－3］。

静风稳定性分析方法主要有侧倾失稳线性方法、扭转发散线性方法、三角级数非线性方法和增量迭代非线性方法［4］。

某独塔钢箱梁斜拉桥所在地区台风灾害比较频繁，周围环境开阔，地表类别为A 类。

桥梁跨度布置为(40+160+200+40)m，主梁高2 m、宽13.8 m，如图1所示。

本文对该桥进行抗风性能分析，采用计算流体动力学(CFD)数值模拟，用连续攻角的方法求出主梁三分力系数(阻力系数、升力系数和扭矩系数)。

用有限元软件Midas/Civil建立模型，通过考虑风攻角、风荷载等因素对独塔斜拉桥进行了静风稳定性分析。

图1 主梁标准横断面图1 静风荷载、静力三分力系数气流绕过主梁断面，改变了流场的特性，从而产生了风荷载。

桥梁断面的静力风荷载由阻力FD、升力FL与扭矩MT组成。

传统上，静力三分力系数是通过风洞试验测量获得。

从不同的角度分析风对桥梁的若干影响

从不同的角度分析风对桥梁的若干影响作者：梁炳新来源：《中小企业管理与科技·学术版》2008年第07期摘要：风对桥梁的受力作用是一个十分复杂的现象，它受到风的特性、结构的动力特性和风与结构的相互作用三个方面的制约。

本文主要讲述了风对桥梁的静力作用及动力作用，其中详细分析了风对桥梁的动力作用。

同时，对大跨度桥梁的风致效应估算与评价以及制振对策进行了探讨。

最后给出了风对桥梁作用的研究中需要进一步探讨的几个问题。

关键词：风工程桥梁影响随着交通运输业的发展，大跨度桥梁（斜拉桥和悬索桥）以成为当今桥梁建设中的主流，自80年代以来，大跨度桥梁建设得到了迅速发展。

经调查发现，自1918年起至少已有11座悬索桥遭到风毁。

其中一个典型的事故是1940年美国塔科马悬索桥在19/m的8级大风下因扭转而发散振动而坍塌。

塔科马悬索桥的事故引起了桥梁工程界的震惊，也促进了风对桥梁作用的研究。

近年来，国内外大跨度斜拉桥梁在下雨时发生剧烈的“雨振”以及并列布置的斜拉索发生剧烈的尾流驰振的报道也越来越多。

所有这些现象抖表明，风对桥梁的作用尤其时风对大跨度桥梁的动力作用是桥梁中不容轻视的重要问题。

一、风静力对桥梁结构的影响当结构刚度较大因而几乎不振动，或结构虽有轻微振动但不显著影响气流经过桥梁的绕流形态，因而不影响气流对桥梁的作用力，此时风对桥梁的作用可以近似看作为一种静力荷载。

桥梁载静力荷载作用下有可能发生强度、刚度和稳定性问题。

如现行桥梁规程中所规定的那样，主要考虑桥梁在侧向风荷载作用下的应力和变形，另外对于升力较大的情况，也需要考虑竖向升力对结构的作用。

对于柔性较大的特大跨度桥梁，则还需要考虑侧向风荷载作用下主梁整体的横向屈曲，其发生机制类似于桥梁的侧向整体失稳问题以及在静力扭转力矩作用下主梁扭转引起的附加转角所产生的气动力矩增量超过结构抗力矩时出现的扭转失稳现象。

在考虑风对桥梁的静稳定性影响时，扭转发散是桥梁静稳定问题中最典型的一种。

斜拉桥静风稳定分析

斜拉桥静风稳定分析斜拉桥是一种广泛应用于大型桥梁建设中的结构形式。

斜拉桥在高度、跨度、结构性能和建设工艺等方面都具有许多优势，成为了现代化城市的象征之一。

然而，斜拉桥在建设过程中，不能忽略风的影响。

为了保证斜拉桥的稳定性，在设计斜拉桥时必须进行静风稳定性分析。

本文将对斜拉桥静风稳定性分析进行详细介绍。

一、斜拉桥的建设及结构形式斜拉桥是一种跨度大、高度高的桥梁形式。

相对于悬索桥和梁桥，它具有以下优点：（1）空间利用效率高，桥梁总重量小；（2）斜拉桥整体性好，较震动响应较小；（3）斜拉桥适用于跨度800米以上的大跨度桥梁建设。

斜拉桥主要分为单塔斜拉桥和双塔斜拉桥两种类型。

单塔斜拉桥是建造成本相对较低的一种形式，适用于中小跨度的桥梁建设。

而双塔斜拉桥具有较大的跨度和携带荷载能力，避免了单塔斜拉桥中的单点故障问题。

二、斜拉桥静风稳定性分析风是影响桥梁安全的关键因素之一。

斜拉桥因其高度和跨度较大，更为容易受到风的影响，从而对整体结构的稳定性产生影响。

因此在斜拉桥的设计过程中，必须对斜拉桥的静风稳定性进行分析。

静风稳定性分析主要是对斜拉桥在无风荷载和静止风荷载作用下的结构稳定性进行分析，其中静止风荷载是指风速不高于27mph的风力。

1.斜拉桥的静态稳定性斜拉桥的静态稳定性是指在不进行任何振动或非线性行为时斜拉桥是否处于平衡状态。

对于单孔连续斜拉桥，其静态稳定性由桥梁的几何形状和支座状态决定；而对于双塔斜拉桥，其静态稳定性由塔和桥箱整体的平衡状态决定。

2.斜拉桥的动态稳定性斜拉桥在静止风荷载给予作用后，其会产生风振效应。

因此、在设计斜拉桥时，必须对斜拉桥的风振效应进行分析，以确保斜拉桥的动态稳定性。

风振效应的产生、传递和影响都是由空气极化、结构振动和空气阻尼等多种因素共同作用形成的。

因此、在设计斜拉桥时，必须对斜拉桥的空气动力、结构振动和阻尼等因素进行合理的分析和研究。

3.斜拉桥的直线稳定性斜拉桥的直线稳定性指斜拉桥的各构件、部位在受到静止风荷载和动态风荷载后，是否能够保持平衡状态, 从而避免斜拉桥出现异常形变和塑性变形。

斜拉桥静风稳定分析

斜拉桥静风稳定分析摘要：随着斜拉桥跨径的不断增大,空气静力失稳现象已引起了人们的广泛重视。

本文笔者通过线性方法和非线性方法对斜拉桥静风稳定性进行阐述分析，以供参考。

关键词：斜拉桥；静风稳定；线性分析；非线性分析abstract: with increasing span cable-stayed bridges, aerostatic instability phenomenon has aroused wide interest. in this paper, the author by linear method and nonlinear method is analyzed on static wind stability of cable-stayed bridge, for reference.key words: cable-stayed bridge; static wind stability; linear analysis; nonlinear analysis0 引言风灾是自然灾害中发生最频繁的一种，近十几年，桥梁建设进入了大跨度时代，随着理论的发展，材料和施工方法的进步，斜拉桥、悬索桥的跨径的跨径越来越长。

斜拉桥具有“塔高，跨长，索长、质轻、结构柔和阻尼弱”的特点，从而导致风荷载对桥梁安全、舒适性有着重要影响。

风对桥梁主要有静力作用和动力作用，本文主要结合工程实例分析静力风荷载对混凝土主梁的斜拉桥的影响。

静风响应指结构在静力风荷载作用下的内力、变位和静力不稳定现象，主要体现为结构的刚度和静风稳定性。

斜拉桥在静风荷载的作用下有可能发生横向屈曲失稳和静力扭转发散失稳。

主梁在静风荷载下发生偏移和扭转，当风速达到横向屈曲临界风速时，主梁的变形由原来的侧向弯曲突然变成在侧弯状态下的竖弯和扭转的耦合变形，结构失稳，丧失承载力；当风速达到静力扭转发散临界风速时，主梁由于升力矩过大导致扭转角剧增而产生倾覆现象。

斜拉桥稳定性整体分析

斜拉桥稳定性整体分析【摘要】本文对斜拉桥稳定理论的研究发展概况进行了总结，详细地论述了斜拉桥失稳的两类稳定性问题，并对其稳定问题失稳判别准则进行了分析，探讨了斜拉桥稳定性的两种评价指标。

【关键词】斜拉桥，稳定理论，失稳判别准则，评价指标结构失稳是指在外力作用下结构的平衡状态开始丧失稳定性，稍有扰动，也会引起很大的位移和变形，甚至发生破坏。

此时虽然截面的内力并未超过它的最大抵抗能力，但结构的平衡状态发生了分支，或者是随着变形的发展内外力的平衡己不可能得到，于是结构在外荷载基本不变的情况下可能发生很大的位移最后导致结构的破坏。

一、稳定理论的发展概况与桥梁结构相关的稳定理论已有悠久的历史，同时桥梁失稳事故的发生促进了桥梁稳定理论的发展。

早在1744年欧拉（L.Euler）就进行了弹性压杆屈曲的理论计算。

在国内对于斜拉桥的稳定性问题，李国豪等提出了采用空间杆系屈曲有限元方法进行计算的思路，并给出了计算斜拉桥平面屈曲临界荷载的近似方法。

根据结构经受任意微小外界干扰后，能否恢复初始平衡状态，可把平衡状态分为稳定、不稳定和随遇三种。

研究结构稳定的主要目的就在于防止不稳定平衡状态的发生。

由失稳前后平衡和变形性质，可以把稳定问题分为两大类：第一类稳定，即分支点失稳问题。

见图1；第二类稳定，即极值点失稳问题，见图2。

图1 分支点失稳图2极值点失稳二、斜拉桥的第一类稳定问题在斜拉桥建设的初期，跨径一般较小，再加上计算手段的不成熟，通常只考虑第一类稳定问题，而且常把塔和梁分离开来单独考虑其稳定性。

对斜拉桥稳定性较精确的分析方法是有限元法，这种方法可求得斜拉桥整体的屈曲安全度。

在有限元分析中，斜拉桥被离散为许多单元。

如果知道各个单元的力和位移的关系，则不难推出整体结构的力和位移的关系。

值得注意的是，在压杆刚度矩阵中，需要考虑轴向力对刚度的影响。

对于第一类稳定问题而言，结构失稳时是处于小变形范围，大位移矩阵[KL]较小，通常忽略不计。

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大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析随着现代交通运输的发展，大跨度斜拉桥作为一种经济、有效的桥梁结构形式，逐渐成为城市交通的重要组成部分。

然而，大跨度斜拉桥在面临强风等外界环境因素时会出现颤抖振响应，这对桥梁的安全稳定性产生了重要影响。

因此，进行大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性的分析具有非常重要的实际意义。

颤抖振响应是指桥梁在行车荷载或风荷载作用下的动态响应行为。

由于大跨度斜拉桥的特殊结构形式，其振动特性相较于传统的悬索桥或梁桥有所不同。

斜件的倾角和预应力的设置对大跨度斜拉桥的颤抖振响应具有重要影响。

通过对桥梁结构的数值模拟和实验研究，可以得到桥梁在外界荷载作用下的振动特性，进而评估其安全性。

这对于斜拉桥的设计、建造和运营具有重要的指导作用。

静风稳定性是指桥梁在强风作用下的稳定性能。

由于大跨度斜拉桥的细长结构特点，桥梁容易受到侧风作用而引起的侧向位移和振动。

为了保证斜拉桥的安全性，需要对桥梁的静风稳定性进行研究和分析。

通过对桥梁结构和风场的数值模拟，可以得到桥梁在不同风速下的静风压力分布及其对结构的影响。

这对于斜拉桥的设计、施工和运行具有重要的参考价值。

大跨度斜拉桥的颤抖振响应和静风稳定性分析存在一定的挑战和难点。

首先，斜拉桥结构的复杂性使得数值模拟和实验研究需要考虑更多的因素和参数。

其次，大跨度斜拉桥往往需要考虑多种荷载作用的综合影响，例如行车荷载和强风荷载的同时作用。

最后，斜拉桥结构的动态效应与静态效应相互影响，需要进行整体的分析和评估。

为了解决以上问题，需要采用一系列科学合理的研究方法和手段。

对于颤抖振响应分析，可以采用有限元方法进行数值模拟，结合实验数据进行验证。

对于静风稳定性分析，可以通过数值模拟得到桥梁结构在不同风速下的静风压力场，并利用风洞实验对模拟结果进行校正和优化。

同时，还需考虑预应力调整、导风系统设计等措施对斜拉桥静风稳定性的影响和改善效果。

大跨度混凝土斜拉桥静力稳定性分析的开题报告

大跨度混凝土斜拉桥静力稳定性分析的开题报告
一、选题背景
混凝土斜拉桥是一种常用的大跨度立交桥形式，其结构稳定性与使用寿命一直是设计师和研究者关注的重要问题。

而在混凝土斜拉桥的设计中，静力稳定性是至关重要的设计指标，直接决定了斜拉桥的安全性和可靠性。

二、研究意义
目前，虽然有不少关于混凝土斜拉桥静力稳定性的研究，但随着斜拉桥的跨度不断增大，结构变得更加复杂化，静力稳定性的研究依然面临着不少挑战。

因此，对于大跨度混凝土斜拉桥静力稳定性的研究具有重要意义，可以为工程实践提供更加可靠的技术支持。

三、研究方法
本研究将采用有限元方法对大跨度混凝土斜拉桥的静力稳定性进行分析。

具体来说，将首先利用ANSYS等软件建立混凝土斜拉桥的三维有限元模型，分析桥梁结构的受力和形变情况，进而分析斜拉桥静力稳定性的各种因素，比如桥墩、斜拉索等。

四、研究内容及进度
本研究将主要包括以下几个方面的内容：
1. 大跨度混凝土斜拉桥的结构理论与设计规范研究；
2. 利用有限元方法建立混凝土斜拉桥的三维有限元模型；
3. 分析斜拉桥静力稳定性的各种因素，如桥墩、斜拉索等；
4. 分析并优化静力稳定性，提高设计方案的安全性和可靠性。

目前，本研究已完成研究背景的梳理和研究意义的阐述，正在进行相关文献收集和模型建立。

接下来，研究将进入深入分析数据和进行优化方案的阶段。

大跨度斜拉桥抗风稳定性初探

大跨度斜拉桥抗风稳定性初探1案例调查与分析1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。

这一严重桥梁事故促使人们开始对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。

风对桥梁的动力作用十分复杂。

为了便于分析，我们把振动分为两类：一类是在平均风作用下产生的自激振动；一类是在脉动风作用下产生的强迫振动。

自激振动是指振动的桥梁不断从流动的风中吸取能量，从而加剧桥梁的振动，甚至导致破坏。

从力学角度看，风引起了桥梁的振动，而振动的桥梁与附加的气动力之间又形成了闭合关系。

当风速超过某一数值时，便产生发散现象，桥梁变形将无限增大，产生失稳。

这种振动状态的发散现象就称作颤振（或动力失稳）[1]。

颤振是一种自激振动，是将风的动能转换为桥梁的振动能，而使桥梁的振幅增大。

颤振有多种形式，塔科马桥的颤振称之为扭转颤振。

2 研究历程1940年塔科马桥的风振致毁开辟了土木工程界考虑空气动力问题的新纪元。

40多年来，在结构工程师和空气动力学家的共同努力下，基本上弄清了各种风致振动的机理，并在结构工程这一领域逐渐形成了一门新兴的边缘分支学科—结构风工程学[2]。

自然风可以分解为平均风与脉动风之和，而桥梁结构也可分成结构静止不动与结构本身存在微振动两种情况。

将上述两种情况加以组合，可将风与桥梁的相互作用分类如下：2.1二维经典耦合颤振分析法2.1.1Theodorson平板空气力公式[4]Theodorson在1935年首先从理论上研究了薄平板的气动作用力，用势能理论推导出了作用于振动薄平板上的非定常空气动作用力的解析表达式。

1938年Von Karman也得到了相同的结论。

在均匀流场中，当二维理想平板平行于来流并作微小振动时，其受到的非定常气动自激升力和自激扭矩可表示为：（1）（2）式中，L，M为Thoedorosn平板气动自激升力和自激扭矩；v为空气来流流速；ρ为空气密度；b为半桥宽；h，α分别为断面竖向位移和扭转角：k=ωb/v为无量纲折减频率。

斜拉桥非线性静风稳定性分析

斜拉桥非线性静风稳定性分析沈丹;张鸣祥;王建国【摘要】文章综合考虑静风荷载与大跨度斜拉桥几何非线性影响,采用有限元方法,建立了大跨度斜拉桥非线性静风稳定性分析的有限元方程;采用增量法与内外两重迭代相结合的方法,利用ANSYS中参数化语言(APDL)编写了计算程序,对拱塔斜拉桥进行了非线性静风稳定性全过程分析;通过数值算例探讨了梁的位移随风速变化的情况以及初始风攻角对大跨度斜拉桥静风稳定性的影响.%Considering the static wind load and the geometric nonlinear effects of long span cable-stayed bridges structure, and using the finite element method, the finite element equation is presented for the nonlinear aerostatic stability analysis of long span cable-stayed bridges. Using the incremental method and inner-outer double iteration method and the computer program prepared by ANSYS/APDL, the whole process of the nonlinear aerostatic stability of arch tower cable-stayed bridges is analyzed. Finally, the effects of the initial angle of incidence and cable sag on the aerostatic stability of arch tower cable-stayed bridges are discussed.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(034)004【总页数】4页(P571-574)【关键词】拱塔斜拉桥;静风稳定性;几何非线性分析;增量双重迭代法【作者】沈丹;张鸣祥;王建国【作者单位】南京市市政设计研究院有限责任公司,江苏南京210008;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】U448.27;U441.3随着桥梁跨径的日益增大，桥梁结构对风致响应变得更加敏感，存在静风失稳的可能性[1]。

大跨径混凝土斜拉桥施工稳定性分析

理论，分别采用两种仿真计算软件独立进行仿真计算，经过对比分析，得到了该桥施工全过程的弹性稳定安全系数，明确了各施工阶段结构弹性失稳模态，获得了钢箱梁斜拉桥施工阶段结构稳定性变化规律。
Yang-ChengWang[5（] 1999）以 Agrawal论文中三个斜拉桥例子为研究背景，采用数值分析方法检验这些斜拉桥例子的二维有限元模型，通过特征值分析获得了斜拉桥最小临界屈曲荷载，并着重研究了斜拉索数量与桥梁整体屈曲荷载之间的关系。研究结果表明，随着斜拉索数量的增加，单根斜拉索索力减小、斜拉索最大索力值减小，但是主梁承受的轴力增大，此时，结构的失稳控制构件由斜拉索转变为主梁桥面板，由桥面板承受的轴向压力来控制临界屈曲荷载，因此增加斜拉索的数量不一定能导致结构临界屈曲荷载的提高。斜拉桥基本屈曲临界荷载与桥面板惯性矩和桥塔惯性矩的比值正相关，直到比值达到最优值；当比值超过了最优值时，斜拉桥屈曲临界荷载开始下降，同时，斜拉桥基本屈曲临界荷载不仅仅由桥面板惯性矩和桥塔惯性矩的比值决定，还与斜拉桥的类型一级斜拉索的数量有关。
在施工过程中结构稳定性变化的规律。罗涛[3（] 2009）以营口辽河公路大桥（主跨 370m
的预应力混凝土双塔斜拉桥）为工程背景，基于非线性有限元理论，采用 ANSYS计算程序建立了预应力混凝土双塔斜拉桥有限元模型，然后基于弹性稳定理论，研究了成桥阶段、最大双悬臂和最大单悬臂施工阶段结构在半漂浮和全漂浮两种不同体系下的稳定性，获得了相应的结构前 5阶特征值和特征向量，即
桥（双塔混合梁斜拉桥）为工程背景，基于特征值屈曲
近年来，国内外出现的桥梁事故中，有相当一部分是发生在施工过程中，且大多表现为由局部失稳引起的整体失稳，而稳定性问题在斜拉桥中更为突出。大跨径混凝土斜拉桥一般采用悬浇法施工，在施工时，结构体系一直处于动态变化中，结构的稳定状态也在不断演变，这增加了结构失稳破坏的几率。结构整体失稳时，其势能瞬间释放，带来的结构破坏是灾难性的。因此，国内外有关学者针对斜拉桥施工阶段结构稳定性理论和工程应用问题开展了一系列的研究工作。

大跨径桥梁静风稳定性分析方法的探讨与改进

大跨径桥梁静风稳定性分析方法的探讨与改进大跨径桥梁已经十分常见，尽管这种桥梁优势突出，气势恢宏，但是却需要解决风荷载的问题，尤其是在风荷载条件下，桥梁所面临的静力问题。

实际上，很早之前，国内外学者对此问题就进行了十分详细的研究，发现传统使用的几种方法都有一定程度的不足之处，所以计算时经常会出现误差，其中误差最为明显的是线性法以及增量迭代法等，正是基于此，学者们一直致力于研究更加优良的方法，笔者依据多多年的经验提出了增量——两重迭代法，值得尝试使用。

1 现阶段使用的大跨径桥梁静风稳定性分析方法及其比较1.1 分析方法很早之前，工作人员在对大跨径桥梁静风稳定性进行分析时，使用最为广泛的方法就是线性方法，此种方法如果按照结构失稳方式的差异，可以具体划分为两种，第一种侧倾失稳，第二种是扭转发散。

但是无论哪一种方式，由于没有顾及到结构非线性影响，也没有考虑到静风荷载的影响，所以最终的计算结果会明显的过高，也就是要比实际静风风速要低，这非常不安全。

为此，需要对此种方法进行改进，以使其计算结果更加的真实可靠，经过研究发展，人们认为三角级数法效果比较好。

因为此种方法完全弥补了线性法的缺陷。

该方法综合考虑了结构几何非线性和静风荷载升力和升力矩共同作用的非线性影响。

该方法是由计算某一风速下结构的静风响应和结构临界风速的计算两部分组成。

其中在计算结构静应时，将升力和升力矩曲线按分段直线拟合，将升力、升力矩、竖向位移和结构扭转角用一组三角级数表示，并分别代入到悬索桥竖向和扭转平衡微分方程，联立确定各级数项的待定系數，由于方程是非线性的，所以此项计算必须通过迭代方法完成。

计算扭转发散临界风速时，在初始攻角下，先假定一初始风速。

，再通过静风响应计算得到一组相应的主缆索力和扭转角，以此为新的初态增加一级风速重新计算，当前后两次所计算的扭转角的相对误差超出允许值时，认为结构出现扭转发散，此时计算出的风速即为临界风速。

采用增量法和迭代法相结合的方法进行大跨径桥梁第二类静风稳定性有限元分析。

斜拉桥桥塔结构设计与稳定性分析

斜拉桥桥塔结构设计与稳定性分析斜拉桥是一种特殊的桥梁结构，它通过斜拉索将桥面与桥塔相连，形成桥面悬挑的形式。

斜拉桥的设计和稳定性分析是桥梁工程中一个重要的环节，本文将对斜拉桥的桥塔结构设计和稳定性进行探讨。

一、桥塔结构设计桥塔是斜拉桥的重要组成部分，它不仅要承受桥面和斜拉索的荷载，还要保证整个桥梁的稳定性。

在桥塔的设计过程中，需要考虑以下几个关键因素。

1. 水平荷载的影响：桥塔在斜拉桥中起到支撑作用，需要能够承受来自桥面的水平荷载，包括风荷载和交通荷载。

因此，在桥塔的设计中需要考虑这些荷载的作用，以确保桥塔的稳定性。

2. 地基条件的考虑：桥塔的基础是直接承受桥塔荷载的部分，因此地基的稳定性对桥塔的设计至关重要。

在选择桥塔的位置时，需要对地基进行充分的勘察和分析，选择合适的地点以增强桥塔的稳定性。

3. 材料与结构选择：桥塔的材料和结构也是设计中需要考虑的关键因素。

常见的桥塔材料包括钢、混凝土等，不同材料的性能和强度也是不同的。

在桥塔的选择中，需要根据实际情况和工程要求选择合适的材料和结构。

二、桥塔稳定性分析桥塔的稳定性是设计过程中需要仔细考虑的问题。

在分析桥塔的稳定性时，需要结合以下几个关键因素。

1. 斜拉索的作用：桥塔通过斜拉索与桥面相连，斜拉索的作用对桥塔的稳定性有着重要影响。

在分析桥塔的稳定性时，需要考虑斜拉索的力学特性，包括张力、角度等因素，并结合桥塔的形状和结构来评估桥塔的稳定性。

2. 风荷载的影响：风荷载是斜拉桥常见的荷载之一，对桥塔的稳定性有着重要影响。

在分析桥塔的稳定性时，需要考虑风荷载的作用，并通过风洞试验或计算方法来评估桥塔的风荷载响应。

3. 桥塔的结构形式：桥塔的结构形式也会对稳定性产生一定影响。

不同的桥塔形式具有不同的刚度和稳定性特性，在设计中需要综合考虑桥塔的结构形式与斜拉索的力学特性，以确保桥塔的稳定性。

总结起来，斜拉桥的桥塔结构设计和稳定性分析是桥梁工程中至关重要的环节。

大跨度斜拉桥结构的等效静阵风荷载分析

根据《公路桥梁抗风设计规范》中的规定和该地区气象局风速、风向统计资料分析，设计基准风速确定如式（１）
。
图１风偏角示意图（为风偏角）
（）。
３计算截面确定
式中：ｚ表示离开水面的高度；ｚ。。表示标准高度，即Ｚ。＝１０ｍ；。。表示桥址处的设计基本风速；表示地表粗糙度系数，取＝０．１６。桥面高度处设计基准风速为＝３６．３ｍ／ｓ。
一
０．０８９７和０．０１２６。
２．５计算工况
在进行斜风作用下结构的风荷载响应分析时，根据桥塔阻力系数的ＣＦＤ计算结果，选取＝０ｏ和＝９０。作为计算风偏角，如图１所示。
２基本参数的确定及计算工况
２．１设计基本风速
式中：Ｇ表示阵风风速系数，与水平加载长度和地表类别有关，成桥状态取为Ｇ＝１．３１；表示不同高度处的设计基准风速；成桥状态桥面高度静阵风风速为＝４７．６ｍ／ｓ。斜拉索和主塔根据各加载点离水面的高度计算各加载点的相应风速。
进行结构设计，计算过程往往比较复杂。利用等效静阵风荷载计算了结构在风荷载作用下的响应，为桥梁的设计提供依据，对同类工程具有一定的借鉴作用。关键词：斜拉桥；等效静阵风；荷载；响应