大跨度钢桁梁斜拉桥拉索抖振疲劳损伤分析
2013-09-27何旭辉李光强
重庆交通大学学报(自然科学版) 2013年1期
何旭辉,程 浩,李光强
(中南大学土木工程学院,湖南 长沙 410075)
桥梁抖振是指在紊流场作用下的随机振动[1],包括结构自身尾流引起的抖振、其它结构物特征紊流引起的抖振和自然风中的脉动成分引起的抖振,笔者主要研究后者。桥梁的抖振响应会造成结构局部疲劳破坏、行车舒适性和安全性等问题。近年来,大跨度斜拉桥、悬索桥抖振分析得到了广泛关注。杨咏漪,等[2]提出了用Markov过程进行大跨度桥梁风致抖振频域分析方法;李永乐,等[3]和杨咏漪,等[4]对大跨度斜拉桥进行抖振时域分析;王浩,等[5]则利用结构健康监测数据对润扬悬索桥进行抖振时域分析;卢伟,等[6]以南京长江二桥为例,假定疲劳寿命服从威布尔分布,在精细时程分析的基础上,模拟出构件的应力时程,讨论了拉索的疲劳可靠度。
笔者以新建的南广铁路郁江双线钢桁梁斜拉桥为工程背景,运用谐波合成法,基于MATLAB编制程序进行了大桥一维脉动风场的模拟,再利用ANSYS软件和时域分析方法,得出大桥典型拉索在不同风速、不同风偏角下的抖振响应应力时程;最后根据建议的钢丝的S-N曲线和Miner准则进行斜拉索的疲劳损伤分析。
1 桥址脉动风场模拟
1.1 脉动风场模拟方法
对桥址脉动风场的模拟主要有谐波合成法和线性滤波法。笔者采用谐波合成法进行脉动风场模拟。
由于脉动风在3个方向上的相关性较弱,所以实际应用中将单变量多维随机风场可以处理为一维多变量的平稳随机过程[7-8]。……
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