斜风作用下大跨度桥梁抖振响应时域分析_I_分析方法
大跨预应力混凝土斜拉桥模态与地震响应分析
桥 梁 与 隧道 工 程
ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ＆ Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ Ｉ Ｅ ｎ ｅ ｅ ｒ ＿ ｎ ｇ
以内 ，根据本 桥动力特性和黏滞流体阻尼器和横
向 钢 阻 尼 器 相关 抗 震 性 能 参 数 ，在 本 桥 纵 向抗 震
ห้องสมุดไป่ตู้
体系采用 １ ２ 个黏滞 流体 阻尼器 ，横 向抗震体 系采
本 项 目采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ 建 立 斜 拉 桥 动 力 有 限元 模
模型 ，基于该斜拉桥 的动力 特性 ，利用反应谱法 对该桥在罕遇地震作用下 的地震响应进行计算与
分 析 ，并 对 该 大跨 度 预应 力 混 凝 土 斜 拉 桥 的地 震 响应 特点 进 行 阐述 。
１ 工程 概 况
对 应 地震 动反 应谱 特征 周期 为 ０ ． ４ ５ ｓ 。
４ ５ ６ ７ ８ ９ １ Ｏ
１ ． ４ ｌ ９ １ ． ３ ９ ４ １ ． ３ ０ ８ １ ． ０ ５ ７ ０ ＿ ８ ７ １ ０ ． ７ ｌ ６ ０ ． ６ １ ７
０ ． ７ ０ ５ ０ ． ７ １ ７ ０ ． ７ ６ ５ ０ ． ９ ４ ６ １ ． １ ４ ８ １ ． ３ ９ ７ １ ． ６ ２ ｌ
对模 型 采 用 子 空 间 迭 代 法 进 行 模 态 分 析 ，仅
取 具 有 代 表 性 的前 １ ０阶振 型 ，周 期 、 自振 频 率 和
振 型特 征 如表 １ 所 示 ，部 分 典 型 的振 型 如 图 ２
所永。
表 ｌ 斜 拉 桥 自振 频 率 和 振 型 特 征 表
振 型阶次 周期（ ｓ ）
力 。然 而 ，我 国是 地 震 多发 国 家 ，灾 害 频 繁 ，地
底 板 水 平 设 置 。主 梁 采 用 预应 力 混 凝 土 结 构 ，按
时程分析法作用下大跨度斜拉桥的地震响应研究
时程分析法作用下大跨度斜拉桥的地震响应研究余报楚;王家嵩;艾杰【摘要】采用有限元分析软件MIDAS,建立了某大跨度斜拉桥模型,并通过时程分析法对该桥进行了地震响应分析,对顺桥向、顺桥向+纵桥向、顺桥向+横桥向+纵桥向三种一致激励工况作了比较,得出了一些有意义的结论.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)010【总页数】3页(P167-169)【关键词】斜拉桥;地震波;时程分析法;弯矩【作者】余报楚;王家嵩;艾杰【作者单位】大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023;大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023;大连海洋大学海洋与土木工程学院,辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】U442.55我们都知道，地震是以地震波来释放能量的，而且没有明确的方向，当它传到地面时，就会给地面带来破坏。
但是由于每一个地方地层分布、地质条件都存在着一定的差异，反应到地面上的时候，情况也是参差不齐的，没有任何时间、空间的规律可言。
当忽略地震的空间性，并认为所有的支承地震动都是相同的，这种方法在结构的地震反应分析中就被称为一致激励法。
大跨度桥梁的地震响应分析要比跨度小的桥梁复杂得多，把时间的变化、空间的变化都考虑进去，就是多点激励法。
多点激励法有如下实现方法：第一种是相对运动法，第二种为直接求解法，第三种是大质量法，第四种为等效荷载法。
在某种意义上说，一致激励输入法可以认为是多点激励法的一种特殊表现形式，可通过等效荷载法实现。
本文根据场地条件采用最常用的埃尔森特罗波(EL-Centro)，增幅系数为1，时间单位为1，分析类型为线性，采用振型叠加法瞬态分析，阻尼比为0.05。
本文的斜拉桥为一座对称式三跨连续梁斜拉桥，全长1 288 m，桥面总宽32 m，主桥跨径布置为320 m+648 m+320 m，弧度为5%，横断面设置为双向四车道。
该斜拉桥采用空间结构的有限元分析软件MIDAS来建立桥梁的有限元模型，利用时程分析法对斜拉桥进行地震响应分析，并设置顺桥向、顺桥向+纵桥向、顺桥向+横桥向+纵桥向三种工况进行对比分析。
斜拉桥抖振时域实用分析方法
斜拉桥抖振时域实用分析方法
司秀勇;潘慧敏
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】文章基于大型通用有限元软件ANSYS提出了一种大跨度桥梁抖振时域实用分析方法.在该方法中,自激力是通过向有限元模型中添加气动刚度和气动阻尼单元的方式来实现的.计算了独塔斜拉桥在不同风速和攻角下的抖振位移响应,与传统频域分析结果的比较表明了该方法的可行性.
【总页数】3页(P67-69)
【作者】司秀勇;潘慧敏
【作者单位】燕山大学,建工学院,河北,秦皇岛,066004;燕山大学,建工学院,河北,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】U442.5+9
【相关文献】
1.基于ANSYS的斜拉桥抖振性能时域分析 [J], 张四国;张一卓;闫旭
2.基于ANSYS的斜拉桥抖振时域实用分析方法 [J], 杨咏漪;廖海黎;李永乐
3.山区钢桁梁斜拉桥施工期抖振时域分析 [J], 夏培华;朱浩
4.斜拉桥抖振时域分析实用方法 [J], 黄新艺;盛洪飞;李岩;陈彦江
5.基于模态综合理论的斜拉桥时域抖振分析方法 [J], 孙航;陈彦江;盛洪飞
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风荷载作用下大跨度悬索桥的动力响应及列车运行安全分析
m ⎛ λωD ⎞ 其中： C = exp⎜ − ⎟ ； ω mk = (k − 1) ∆ ω + ∆ ω ； U 2 π n ⎝ ⎠ 1
k=1,2,…N1 ； λ 是无量纲的衰减因子，取值范围约 为 7~10； U ( z ) 是主梁高度的平均风速；D 是模拟 风速点的水平间距。 2.2.2 桥梁风荷载 作用在桥梁上的风荷载由阻力 FD、升力 FL 和 升力矩 FM 三个分量组成。每个分量又包括三个部 分：由平均风引起的静风力、由脉动风引起的抖振 力以及由风与桥梁或车辆运动形成的相互作用而 (2) 产生的自激力。然而实际上，由静风力引起的桥梁 变形可以方便地根据风洞试验测得的阻力系数并 通过系统的静力平衡方程确定。所以在本文的桥梁 风振分析时，假定列车在桥上运行过程中平均风速 不发生变化，仅考虑了抖振力和自激力的作用。 (1) 桥梁抖振风力 作用于桥梁第 i 个节点的抖振力可以表示为[1]：
车桥系统风荷载由平均风和脉动风组成如图平均风作为静风荷载作用于桥塔主缆吊索桥面等结构上可引起桥梁整体较大的横向桥面行车方向列车上桥前上桥过程列车在桥上出桥过程列车出桥后风压风作用下列车悬索桥系统的振动机理fig1vibrationtrainsuspensionbridgesystemunderwindact风车桥系统动力分析模型21风车桥系统动力分析模型风荷载作用下的列车与大跨度悬索桥系统振动分析模型由车辆模型桥梁模型风荷载模型组车辆模型是由机车和车辆组成的列车每节车都是由车体转向架轮对以及弹簧阻尼悬挂装置组成多自由度振动系统
梁体、桥面系、桥上轨道等结构组成。在研究风荷 载作用下车桥体系的振动时，假定轨道与桥面之间 没有相对运动，忽略轨枕和扣件的弹性变形。 车桥系统风荷载由升力、阻力和扭转力矩三个 分量组成， 每个分量又包括： 平均风引起的静风力、 脉动风引起的抖振力、风与桥梁或车辆运动相互作 用而产生的自激力。由于静风力引起的桥梁变形可 以方便地根据风洞试验测出的三分力系数通过静 力分析确定，桥梁风荷载只考虑抖振力和自激力的 作用。由于列车通过桥梁时，带有横向平均风压的 车辆形成移动荷载列，对桥梁产生很大的冲击作 用，因此车辆风荷载包括：由平均风引起的静风力 和由脉动风引起的抖振力。为简化起见，分析中忽
基于时域分析的风荷载计算及斜拉桥响应分析
基于时域分析的风荷载计算及斜拉桥响应分析作者：***来源：《西部交通科技》2024年第06期摘要：针对目前常用的等效静阵风荷载计算难以对风荷载的随机性进行模拟的问题，文章基于时域分析理论，利用现有观测数据及学者提出的脉动风谱，采用谱解法生成脉动风速时程，并结合准定常理论计算得到风荷载时程，导入某斜拉桥有限元模型进行动力分析。
结果表明：基于时域分析理论采用谱解法能够生成具有随机性的脉动风速时程，以此生成风荷载时程进行结构动力分析是可行的，可为大跨度桥梁结构的设计分析提供参考。
关键词：桥梁工程；斜拉桥；谱解法；脉动风谱；振动响应中图分类号：U441+.20 引言十几年来，我国桥梁建设蓬勃发展，近几年越来越多诸如五峰山长江大桥等的大跨度桥梁不断被修建，领先于世界。
同时，我国桥梁发展之势仍不见减弱，但大跨度所导致的大柔度，使得设计施工过程中对桥梁结构的要求更为严格。
相较于变化幅度不大的静力荷载而言，风荷载作为一项不容忽视的荷载，不仅随机性极强，且其在极端天气下对桥梁的影响程度更甚。
目前规范［1］中对于风荷载采用等效静阵风荷载进行等效计算，虽对于日常行车的大部分情况下采用此方法足以对各种可能出现的风荷载工况产生包络作用，但在百年一遇甚至千年一遇的极端工况下，对于跨度较大且柔性较高的斜拉桥而言，强随机性且空间效应明显的风荷载计算是否仍能满足要求则尚未可知，这就需要对风荷载进行时域分析以进行更为精细精确的分析计算。
国内外已有一些学者针对风荷载的时域分析进行了研究。
对于平均风，通常采用平均风剖面进行分析，相关理论已较为完善且已产生相关行业推荐性规范［1］供设计人员参考。
对于脉动风，Davenport［2］根据陆地上近100处不同高度和地点的风速数据求得了Davenport脉动风谱以及Davenport相干函数，并为我国所广泛采用。
张骞等［3］采用谐波合成法对随机风场进行数值模拟并利用生成的脉动风时程对沪通长江大桥进行风车桥耦合振动计算。
一次强风作用下大跨度桥梁主梁非平稳抖振可靠性分析
一次强风作用下大跨度桥梁主梁非平稳抖振可靠性分析
孙博;叶泽毅;阮伟东;张新军;杨名冠
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2024(43)7
【摘要】抖振可靠性评估对保障大型桥梁结构在强风作用下的安全性具有十分重要的意义。
在已有研究基础上,基于非平稳风场模型和精细化的抖振时域分析方法,并考虑抖振响应的非平稳性和非高斯特征,构建了大跨度桥梁主梁非平稳抖振可靠性分析的方法流程。
非平稳脉动风速的模拟基于进化谱理论采用谐波合成法并引入均匀调制函数来实现。
静风力荷载采用规范公式求解,非平稳抖振力采用准定常气动理论并引入气动导纳公式来修正其误差进行模拟,气动自激力通过引入单元气动刚度矩阵与气动阻尼矩阵实现。
对于精细化有限元分析得到的抖振响应,采用Winterstein修正模型对其进行高斯转换,并考虑响应方差的时变特性,采用基于Poisson假定的首次超越概率来求解非平稳抖振动力可靠性。
应用所提出的方法流程对某大跨度斜拉桥在一次强风作用下的抖振可靠性进行了分析评估,证明了其有效性。
【总页数】11页(P144-154)
【作者】孙博;叶泽毅;阮伟东;张新军;杨名冠
【作者单位】浙江工业大学土木工程学院;中交公路规划设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U442
【相关文献】
1.大跨度桥梁斜风作用下抖振响应现场实测及风洞试验研究
2.大跨度桥梁主梁节段模型非平稳抖振时域模拟与分析
3.大跨径桥梁非平稳抖振响应过程数值模拟方法研究
4.大跨度桥梁抖振响应平稳性和各态历经性检验
5.台风环境大跨度廊桥非平稳抖振分析及舒适度评估
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风振及控制5-抖振
频域 时域左跨中 时域右跨中
0.1
1E-3
1E-5
1E-7
0.00 0 20 40 60 80
频域 时域
0.1 1
1E-9
风 速(m/s)
频率(Hz)
29
桥 梁 风振及控制
抖 振
计算结果
0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 100
左跨跨中处
右跨跨中处
竖向位移(m)
150
200
250
300
时间 (s)
28
桥 梁 风振及控制
抖 振
结果处理
0.24
竖 向 位 移 均 方 根 (m)
0.18 0.12 0.06
横 向 位 移 功 率 谱 (m2s)
25
桥 梁 风振及控制
抖 振
气动力时域化
静风力
抖振力
气动导纳时域化
自激力
Scanlan提出的桥梁断面自激力表达式是基于颤振导数的频域表达
式，常用的时域化模型有Scanlan提出的阶跃函数（Indicial function）模型和Y.K. Lin提出的脉冲响应函数（Impulse-response
基于复模态技术的多模态耦合分析方法
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport理论
Davenport首先讨论了简单的单自由度的弹性结构的阵风响应，然后将 其推广到细柔、延展的线状结构，如大跨悬索桥、烟囱、高架输电线 等。
点结构和线结构在分析中的区别：
1）点结构是单模态，而线结构是多模态，风谱是宽带 2）点结构只受一点的顺时脉动风速影响，而线结构需考虑风速沿跨向 的空间变化，即空间相关性
斜拉桥抖振时域分析实用方法
关键词 ：斜拉桥；抖振 ；时域分 析；模态综合理论
中图 分 类 号 ： ４ ． Ｕ４ １ ３ 文献标识码 ： Ａ
Ｐｒ ｃ ｉ ａ ｅ ｈｏ ｆ ｂ ｆ ｅ ｉ ｇ ａ ｌ ｓ ｓｉ ｔｍ ｅ ｄ ｍ ａ ｎ ｏ ａ ｌ － ｔ ｙ ｄ ｂ ｉ ｅ ａ ｔｃ ｌｍ ｔ ｄ ｏ ｕ ｆ ｔｎ ｎａ ｙ ｉ ｎ ｉ ｏ ｉ ｆ ｒ ｃ ｂ ｅ ｓ ａ ｅ ｒ ｄｇ
文 章 编 号 ：１７ －１ ６２ ０ ）６０ ０ —， ６ ３５ ９ （ ０ ７０ — １７０ １
斜拉桥抖振时 域分析实 用方 法
黄新 艺 ，盛洪飞 ，李 岩 ，陈彦江
（．哈尔滨工 业大学 交通科学 与工程学 院， １ 黑龙江 哈尔滨 １０ ９ ； ． ５０ ０ ２ 黑龙江大学 建筑工程学院 ， 黑龙 江 哈尔滨 １０ ８ ） ５ ０ ６
维普资讯
第３卷 第 ６ ３ 期 ２０ ０ ７年 １ 月 ２
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
兰
州
理
工
大
学
学
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Ｖｏ ． ３ １ ３ Ｎｏ ６ ．
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大跨度铁路斜拉桥地震反应影响分析
大跨度铁路斜拉桥地震反应影响分析陈思孝;陈克坚;张永亮【摘要】Based on the characteristics of the long-span railway cable-stayed bridge and combined with bridge structure and seismic measures, this paper analyzes the seismic response of the structure from the aspects of traveling wave effect, geometric nonlinearity, elastic connection stiffness and damper damping. The analysis result indicates that the internal force of control section at the main tower increases about 20% at the most under traveling wave effect; considering the geometric nonlinearity effects caused by the structural initial force, the natural period of structure increases about 3%, which has little influence on seismic response of main tower, so it can be ignored in design. The elastic constraint stiff-ness between tower and girder has a significant influence on the seismic response of the structure, the seismic perform-ance of the structure is good when the stiffness value is about 1. 0 × 105 kN/m; the viscous damper has a significant damping effect on internal force of control section at the main tower and top displacement.%针对大跨度铁路斜拉桥特点，结合桥梁结构体系及抗震措施，进行了行波效应、几何非线性、弹性连接刚度及阻尼器减震措施对结构的地震反应影响分析。
大跨度斜拉桥多点激励作用下结构地震响应分析
合实 际情况，认为大跨度斜拉桥抗震性能的准确评价应该考虑 地震动空间变化 的影响【 ３ 】 ， 本文结合某实桥 ， 探讨行波效应及
局部 场 地效 应 两种 因素对 大 跨度 斜拉 桥结 构 抗震 的影 响规律 。
二 、 工程 实例
时间上滞后 ，不考虑振幅的衰 减 ，并且将地震波 的传播速度 视 为常数。行波法是最早采用的多点激励地震动输入 方法 ，
图 １ 结构 有 限元 模 型 三 、行 波 效 应 的 影 响
非一致地震 动输 入的确定性 方法主要是通过在不 同支承 点输 入不同的地 震波 或以某条 波为基准在不 同点进行相位调
整 （ 即 行 波 法 ） 来考 虑地 震 动 的 空 间变 化 特 性 。行 波 法 假 定 地 震 波 沿着 地 面 按 一 定 的 速 度 传播 ，波 形保 持 不 变 ， 只 出现
中 图分 类号 ：Ｕ ４ ４ １ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）１ ０ — ０ ２ ５ ０ — ０ ３
一
、
引言
地 土类 为中硬 土 ，两岸工程地质差异较大 ，场地 的局部效应
也 不能 忽 略 。 因 此 ， 本桥 抗 震 分 析 主 要 考 虑 行 波 效 应 及 局 部
第 １ ３卷 第 １ ０期
２ ０１ ３生
中 国
水
运
ＶｏＩ ．１ ３ Ｏｃ ｔｏ ｂｅｒ
Ｎｏ ．１ Ｏ ２ ０１ ３
１ ０ 月
Ｏｈ ｉ ｎａ Ｗａｔ ｅｒ Ｔｒ ａｎｓ ｐ ｏｒ ｔ
大跨度斜 拉桥 多点激励作用下结构地震响应分析
何 友娣 ，李龙 安 ，阮怀 圣
（ 中铁 大 桥 勘 测 设 计 院 集 团 有 限公 司 ，湖 北 武 汉 ４小 的 桥 梁 结构 ，采 用一 致 激 励 进 行 分 析 是 能 够 满足 其抗 震 设 计 要 求 的 ，但 对于 大 跨 度桥 梁 ，