悬索桥施工猫道非线性静风响应.pdf

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1、第29卷第4期公路交通科技VoL29No．42012年4月JournalofHJighwayandTransportationResearchandDevelopmentApr．2012doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2012．04．008悬索桥施工猫道非线性静风响应汪洁1一，李宇2，刘健新2，李加武2，雷俊卿3(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055；2．长安大学公路学院，陕西西安710064；3．北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：为了使悬索桥施工猫道静风响应的研究更加接近真实，利用大型有限元软件A

2、NSYS，建立了澧水河特大悬索桥施工猫道的有限元计算分析模型，对猫道进行了非线性静风响应研究。在猫道节段模型的静力三分力试验的基础上，考虑猫道结构的几何非线性和静风荷栽的非线性，采用增量与内外两重迭代相结合的方法，编制了精确求解施工猫道静风失稳的计算程序，进而对澧水河特大悬索桥施工猫道进行了三维非线性静风失稳分析。研究结果表明：向上的升力作用可使猫道承重绳的张力逐渐开始松弛，导致小跨猫道扭转刚度减小；猫道发生静力扭转失稳的原因为减小的扭转刚度不足以抵抗空气力矩作用。关键词：桥梁工程；悬索桥；有限元非线性分析；静风响应；猫道中图分类号：U448．25文献标识码：A

3、文章编号：1002—0268(2012)04—0041一05NonlinearAerostaticResponseofCatwalkofSuspensionBridgeWANGJiel一，UYu2，LIUJianxin2，LIJiawu2，LEIJunqing’(1．SchoolofCivilEngineering，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’anShaanxi710055，China；2．SchoolofHighway。Chang’anUniversity，Xi’anShaanxi710064，C

4、hina；3．SchoolofCi、rilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Inordertomakethestudyonaerostaticresponseofsuspensionbridgecatwalkmorerealistic，basedontheFEAsoftwareANSYS．theFEAmodelofthecatwalkofLishuihegrandsuspensionbridgew鹊established．Basedonsectionmodelwi

5、ndtunneltestforaerostatictri-componentforceofcatwalk，consideredthegeom&ricnonlinearityandaerostaticnonlinearityofcatwalkofthebridge，thecalculationprogramwhichcanaccuratelycalculatetheaerostaticinstabilityofcatwalkofsuspensionbridgewasestablishedbythemethodofcombiningtheincrementaland

6、intemalandexternaliteration．Andthenthe3DnonlinearstaticwindinstabilityanalysisforthecatwalkofthebridgeWasperformed．Theresearchresultindicatesthat(1)theliftforcecanmaketensionofload·beatingropeincatwalkgraduallyrelaxesandthetorsionalstiffnessofsmallspancatwalkdecreases；(2)thereasonofa

7、erostatictorsionalinstabilityisthatthedecreasedtorsionalstiffnessisnotsufficienttoresisttheaerialtorqueeffect．Keywords：bridgeengineering；suspensionbridge；finiteelementnonlinearanalysis；aerostaticresponse；catwalko引言，薯薹至磊芸纂兹鬻膦裟器悬索桥施工猫道是架设在主缆之下，平行于主在整个主缆系统施工过程中，担负着输送索股、调收稿日期：201l—ll一03基

8、金项目：国家自然科学基金