超大跨度斜拉桥空气静力和动力稳定性研究
2014-01-02张新军孙海凌
中国工程科学 2014年3期
张新军,孙海凌
(浙江工业大学,杭州 310014)
1 前言
从1956年德国工程师迪辛格研究设计了第一座现代斜拉桥——瑞典的斯特洛姆桑特桥起,斜拉桥以其跨越能力的优势和良好的受力性能得到了飞速的发展,香港昂船洲大桥和苏通长江大桥分别以1 018m和1 088m的主跨实现了斜拉桥跨度千米级的突破,紧随其后俄罗斯的主跨1 104m的海参威Russky岛大桥也于2012年7月建成。当前,世界桥梁工程正进入跨海联岛工程建设的新时期,斜拉桥的跨径仍在继续增大。世界上主要是在亚洲,还有多座大跨度斜拉桥正在规划中,其中不乏有主跨超过1 000m的超大跨度斜拉桥,如韩国计划在东南部的马山市和Geoje岛的连岛工程中采用主跨1 200 m的斜拉桥方案、日本本四联络线的主跨1 400m的斜拉桥方案等。由于斜拉桥在刚度、抗风性能、斜拉索可更换、施工简便、无锚碇等方面的优越性,在近年来的国际跨海大桥方案竞赛中,斜拉桥方案都优于悬索桥而被采用,斜拉桥已成为当代大跨度桥梁的主流桥型[1]。斜拉桥极限跨度的研究也表明:1 200m以下是比较合适的区域,1 200~1 500m斜拉桥仍具有竞争力[2,3]。
随着斜拉桥跨径的持续增大,结构更加轻柔,结构的弯曲和扭转刚度随之降低,风作用下结构的稳定性问题已成为影响和控制其设计的主要因素。结构的抗风稳定性包括静力风荷载和动力风荷载作用下结构的稳定性,前者主要指静风扭转发散或横向屈曲失稳,而后者则主要指颤振稳定性。迄今为止,国内外学者对跨径在千米及以下的斜拉桥开展了比较系统的抗风研究,但对于超千米以上更大跨径斜拉桥的抗风性能研究则非常少。……
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