变槽宽比双主梁断面悬索桥抖振响应特性

沈正峰 李加武 王峰

摘要： 为了研究变槽宽比双主梁断面悬索桥抖振响应，提出考虑自激力和抖振力沿展向变化的频域和时域抖振计算方法，对某景观大桥进行抖振分析。频域法研究了气动导纳函数、平均风速、脉动风交叉谱对抖振响应的影响，分析不同类型气动导纳函数对抖振响应的影响差异及原因。时域法通过在每个荷载步更新三分力系数进而更新气动力，并考虑结构的几何非线性效应。计算结果表明：考虑气动力展向变化的时域法能够捕捉到跨中单索面位置的局部峰值;时域抖振响应计算值在竖向大于频域计算值，在扭转方向要小于频域计算值;考虑气动力展向变化计算的抖振响应要大于采用跨中断面气动参数计算的抖振响应，其主要由抖振力的展向变化产生，自激力的展向变化对其影响较小，在实际工程中考虑气动力展向变化进行抖振分析更加安全。

关键词： 抖振; 悬索桥; 变槽宽比; 多模态耦合频域; 气动导纳; 交叉谱

中图分类号： U441+.3; U448.25  文献标志码： A  文章编号： 1004-4523（2020）04-0824-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.04.021

引 言

近年来，基于多幅主梁断面气动特性的研究，多幅主梁断面成为长大桥梁的优选方案之一。比较著名的有西堠门大桥（主跨1650 m）[1]，墨西拿海峡大桥（主跨3300 m）[2]。分幅式主梁能够应用到长大桥梁的主要原因是其出色的气动性能和良好的经济效益[3]。试验和理论分析认为分幅式主梁断面在增加槽宽比（SWR）的情况下能够显著提高颤振临界风速[4]。然而，Yang等[5]认为这并不是无条件的，其研究结果表明双幅箱型主梁的气动特性取决于箱梁的形状和槽宽比两个因素。……