大跨悬索桥风致随机振动结构建模效应——考虑桩-土耦合效应与缆索振动形态

摘要

大跨度悬索桥,对风的作用十分敏感，因而抗风问题的解决关乎大跨度悬索桥建设的成败.传统的桥梁风致响应方法往往为了简化,将桥梁基础视为与地面刚性连接而忽略了桥梁基础在与土的相互作用下产生的位移变化,并对没有吊杆的边缆只用一个单元对其进行模拟而忽略了边缆振动形态的影响.rn 本文以舟山西堠门大桥为工程背景,在传统桥梁有限元模型基础上以土弹簧来模拟西堠门大桥桩-土共同作用效应.同时在生成主缆的边缆单元时,采用了更为精细的建模方法.主要探索了悬索桥有限元模型建立过程中的两处简化细节对于其动力特性与抖振位移的影响，分析结果表明:rn 1.考虑桩一土藕合效应后，各阶振型的频率略有下降，但等效质量普遍增大，尤其对于侧弯振型以及藕合了纵漂振型的相关振型，在考虑了桩一土藕合效应后等效质量可增长近127倍。rn 2.考虑桩一土藕合效应后，侧向与竖向抖振位移的均值和标准差会有一定增大。rn 3.在原始模型上进行边缆单元细分后，会出现一些边缆的振型。但由于这些振型与其他振型的耦合关系不强，因而对频率、等效质量以及抖振响应的影响不甚明显。