交叉吊索对超大跨CFRP主缆悬索桥静风失稳的抑制作用
2016-10-24李翠娟李永乐强士中
振动与冲击 2016年17期
李翠娟,李永乐,强士中
(西南交通大学 土木工程学院,成都 610031)
交叉吊索对超大跨CFRP主缆悬索桥静风失稳的抑制作用
李翠娟,李永乐,强士中
(西南交通大学 土木工程学院,成都610031)
大跨度桥梁静风失稳有可能先于动力失稳,且破坏性更强,应予以重视。简单经济的交叉吊索可在基本不增加成本的前提下,有效改善超大跨悬索桥的静风稳定性。采用三维非线性分析方法,研究了交叉吊索对超大跨CFRP(Carbon Fibre Reinforced Plastic)主缆悬索桥静风抗力、失稳过程及失稳形态的影响。在提出有助于提高其静风稳定性的交叉吊索最优设置位置的同时,揭示超大跨悬索桥静风失稳机理,并就交叉吊索对静风失稳的抑制作用机理进行了深入研究。研究表明,交叉吊索能有效改善超大跨CFRP主缆悬索桥的静风失稳性能。
悬索桥;静风稳定性;交叉吊索;抑制机理;CFRP主缆
1967年日本东京大学的Hirai教授在悬索桥的全桥模型风洞实验中观察到了静风扭转发散现象[1]。1997年同济大学在对跨径518 m的汕头海湾二桥所做的气动弹性模型风洞实验[2-3]中,模型意外地出现了空间弯扭耦合变形失稳的现象,仅在数秒之内,模型即遭到严重破坏,梁体被掀翻。BOONYAPINYO等[4-5]研究发现,主跨1 991 m的日本明石海峡大桥的非线性静风稳定临界风速远低于颤振临界风速。风洞实验和理论研究均表明,对于大跨缆索承重桥梁来说,存在风致静力失稳先于动力失稳的可能性,非线性静风稳定性的分析非常重要。
悬索桥抗扭刚度主要由加劲梁和缆索系统提供,随着跨度增大,后者对抗扭刚度的贡献逐渐增大[6-7]。……
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