桥梁抗风设计推荐.pptVIP

第一对称扭转 * 第一对反称扭转 * 桥梁颤振分析中重要的模态 第一对称竖弯 第一对称扭转 第一反对称竖弯 第一反对称扭转 桥梁抖振分析中重要的模态 结构前20-30阶模态 * 其中：L——跨度（m)； EJ——加劲梁的竖弯刚度（N.m2)； Hg——恒载单根主缆水平拉力(N)； 　　　m——桥面和主缆的单位长度总质量，m=md+2mc； md——　桥面单位长度质量(kg/m)； mc——　单根主缆单位长度质量(kg/m)。 f-——主缆矢高。 单跨简支悬索桥一阶反对称竖弯 对于跨度超过500米的悬索桥 三、 桥梁基频的近似计算 * 单跨简支悬索桥一阶对称竖弯 其中：L——跨度（m)； Ec——主缆弹性模量（N.m2)； Ac——单根主缆截面积(N)； 　　　W——桥梁单位长度重量； * 单跨简支悬索桥一阶反对称扭转 其中：EJw，EJd——加劲梁的约束扭转和自由扭转刚度(N.m2和N.m4)，对闭口箱梁，约束扭转刚度可以忽略； r——加劲梁惯性径（m)； Bc——两边索的中心距(m)； 　　　W——桥梁单位长度重量； 单跨简支悬索桥一阶对称扭转 * 华东交通大学 桥梁教研室 李锦华 桥梁工程 桥梁抗风设计 * 相关的基本概念 桥梁抗风设计有很多地方不同于建筑结构，在此先将要涉及的一些术语介绍如下： 基本风速：桥梁所在地区中的开阔平坦地面以上10m高度处100年重现期的10min平均年最大风速 设计基准风速：在桥梁所在地区基本风速的基础上，考虑桥位局部地表粗糙度影响的桥面高度处100年重现期的10min平均年最大风速。 设计风荷载：进行静力抗风设计所采用的风荷载。跨度较小、刚性较大的桥梁可只考虑阵风荷载作用下的强度问题，较大跨度的柔性桥梁应考虑风致振动引起的动力风荷载作用。 * 风的攻角：由于地形的影响，近地风的方向可能对水平面产生一定的倾斜度，称为风的攻角。具有攻角的风可能对桥梁的风致振动，如颤振，产生不利的影响。一般认为高风速时的平均攻角约在±3°之间。 阵风系数：瞬时风速与10min平均风速的比值。计算阵风荷载时应采用时距为1～3s的瞬时（阵风）风速，即由阵风系数乘以设计基准风速求得。 静力扭转发散：在空气静力扭转力矩作用下，当风速超过某一临界值时，悬吊桥梁主梁扭转变形的附加攻角所产生的空气力矩增量超过了结构抵抗力矩的增量，使主梁出现一种不稳定的扭转发散现象。 静力横向屈曲：作用于悬吊桥梁主梁上的横向静风载超过主梁侧向屈曲的临界荷载时出现的一种静力失稳现象。 * 静力三分试验：采用主梁或桥塔的刚性节段模型，在风洞中测定平均风绕流的静作用力的三个分量，即阻力、升力和扭转力矩。无量纲的三分力系数和攻角的关系曲线反映出断面的基本气动性能，是分析桥梁各种风致振动和静力稳定的重要参数。 节段模型试验：将主梁的代表性做成刚性模型，用弹簧悬挂在支架上形成一个有竖向平动、转动（及侧向）自由度的振动模型，在风洞中测定风的动力作用。满足相似条件的节段模型试验可直接测定二维颤振的临界风速，也可识别出用气动导数表示的非定常动力，是桥梁最重要的风洞试验之一。 全桥气动弹性模型试验：将全桥按一定几何缩尺制成并满足各种必要的空气动力学相似条件的三维弹性模型，在大型边界层风洞中观测其在均匀流及紊流风场中的各种风致振动现象，用于考察桥梁从施工期各阶段到成桥的抗风性能。是研究桥梁风致振动最精确的试验方法。 * 风对桥梁的静力作用 一、作用在桥梁结构上的平均风荷载 1. 主梁静力三分力及静力三分力系数 y x FL FV MZ FD FH o 风 体轴坐标系和风轴坐标系 α a * 升力 力矩 式中：?为空气密度，H为梁高，B为梁宽，L为长度， 为气流的动压。CH、CV、CM分别为主梁的阻力系数、升力系数、力矩系数，它们由节段模