海口世纪大桥抗风稳定性探究.pdfVIP

SBN7-5608—1983-_dl／TU·286 第十三届全国桥梁学术会议论文囊 ∥．。。一6、了1 1998．11．16～19上海 f?、，’一’ 一 连日世纪大桥抗风稳定性研究 马光瑞 张金武 张海龙 广东省交通科研所 铁道部大桥工程局勘测设计院 武汉城市建设学院道路与交通工程系 Ilti海口世纪大桥为罂堕里缝雪垫萎地处我国遭受台风侵袭频率最大地区之一，为了对其刚度傲出充分 估计并确定临界风速．研究成桥的扰风稳定性，本文介绍了天桥的概况，采用FORTRAN语肓编程计算了太桥 的自振特性．井计算了考虑在恒载内力及斜拉寮垂度等非线性因素影响下的自振特性及其对颤振临界风速的影 响．计算结果表明．大桥的抗风稳定性是安全的，这就为实际工程技术设计提供了理论保证． 关键词世纪大桥抗风稳定性研究 一、大桥概况 世纪大桥位于海南省海口市内的海甸河出海口，横跨海口港，面I临琼州海峡，是海口市 区主干线上重要交通设施．大桥的兴建对于海口市区和海甸经济开发区的经济发展具有重 要的战略意义。 为7．2m。 世纪大桥地处我国遭台风侵袭频度最大的地区之一，台风影响周期长，为确保大桥的抗 风安全，必须对大桥的抗风性能进行研究，作出判断，以检验大桥的抗风设计，确保大桥的抗 风安全。其桥型图见附图。 二、大桥动力特性分析 1．结构的离散 首先，将实际的连续体离散为由理想节点连接的理想化模型。全桥利用203个节点离散 全桥共有92对索．在两塔处设有二对扣索，其余为4x22对斜索。在处理斜索的刚度及质量 贡献时，引入了索面单元．它是将主梁两侧的两根索通过与主梁相连截面重合的一个假想刚 性平面所组成．引入索面单元的概念以后．可以使索与粱的计算更加逼近真实状态，且在计 算方法上简单、易行。 结构的整体坐标系中，x轴为线路方向，Y轴为正向竖直向上，2轴则按照右手坐标系，但 限定的水平面上。由于主梁为变截面，梁内各节点的计算中心一律取其截面形心，即主梁亦 在其形心位置上建立平衡关系。 2．支承状态 595 海口世纪尢桥的约束条件为： (1)塔、粱交接处：梁的横向线位移，竖向线位移，绕纵轴的角位移，绕竖轴的角位移均由 主塔约束，主梁与塔在纵向弹性约束．主粱绕横轴的角位移放松。 (2)主粱与边墩交接处；横向线位移、竖向线位移、绕纵轴的角位移均由边墩约束，其余 放松。 (3)主塔底部固结。 3．计算方法 分四种情况进行计算．即在形成结构的刚度矩阵时 (1)不考虑恒载内力及斜拉索垂度的影响， (2)考虑恒载内力的影响。 (3)考虑矗珥拉索垂度的影响。 (4)同时考虑恒载内力及斜拉索垂度的影响。 计算时同时采用了幂法和子空间迭代法，这两种方法算得的频率和振型矢点}是一样的， 当采用子空间迭代法计算时，初始矢量组由计算机综合分析了全结构的质最分，佰和刚度分 布后自动形成。求解的特征值是采用广义雅可夫比方法，自编的这个程序耗时少，所用内存 川、n 4．计算结果 按以上四种情况所算出的前10个自振频率及相应振型分别见表1、表2、表3、表4． 表l 不考虑恒载内力及斟拉索垂度影响 No 频率值叫z) 振型特点 No． 糖l幸值(Hz) 振型特点 1 0293 圭粜竖向单波 6 0．615 主架对称侧弯 2 0304 左塔纵向，主粱横移 7 0．710 圭集竖向四渡 3 03帅 主粱竖向双波(反对称) 8 0724 主粱竖向五披 4 I)451 主粱竖向三波 9 0758 右塔横向 5 0．594