matlab模拟风场竖桥向时程,索梁结构应急桥抖振响应分析

抖振是桥梁在大气紊流风作用下的响应，是一种不可避免的随机强迫振动，且抖振响应影响行车的舒适性。近年来，在桥梁风工程研究方面大量学者采用时域分析法研究了桥梁结构的抖振响应[1-3]。Davenport在1960年提出了随机抖振响应分析理论，并提出大气紊流脉动风谱形式。这一理论依然是目前研究结构抖振问题的主要方法。Tao等[4]对大跨度三塔悬索桥进行抖振参数分析，结果表明选择适当的脉动风功率谱和气动导纳函数对桥梁结构的抖振响应计算非常重要。Huang等[5]对施工阶段悬索桥进行颤抖振时域分析，考虑不同流场非线性因素的影响。刘孝辉等[6]基于Davenport准定常分析方法和风洞试验，研究大跨度公轨两用钢桁梁悬索桥的抖振响应，分析了钢桁梁悬索桥抖振响应特性。李飞等[7]采用时域抖振分析法研究了大跨度预应力混凝土连续刚构桥的抖振响应，发现主梁风致响应与桥梁结构体系的变化直接相关。陈代海等[8]基于模拟的脉动风场和桥梁结构抖振分析基本理论，采用ANSYS软件编制程序分析大跨度窄桥面钢桁架悬索桥抖振响应，并分析了气动导纳函数和气动自激力对该桥梁结构抖振响应的影响。众多学者主要研究大跨度斜拉桥、悬索桥、拱桥的抖振响应[9-11]，而对轻质应急桥结构抖振响应未见研究。

1 索梁结构应急桥及风场模拟

1.1 索梁结构应急桥

1-固定支座;2-边梁;3-主横梁;4-标准梁;5-中间填板;6-梁插销;7-吊杆插销;8-滑动支座

图2 桥面总成(单位：mm)

模态编 频率/Hz振型特点10.449 6主梁纵飘20.620 1主梁一阶正对称侧弯31.029 2主梁一阶正对称竖弯41.081 7主梁一阶正对称扭转51.435 1主梁一阶反对称扭转62.054 5主梁二阶正对称竖弯72.152 7主梁二阶正对称侧弯82.166 7主梁二阶正对称扭转92.180 6塔架侧弯102.196 5主索振动

1.3 风场模拟

风速中包含平均风分量和脉动风分量，紊流中各频率贡献的大小可表示为脉动风分量的功率谱函数。空间脉动风速由3个方向的脉动风速构成，不同方向的脉动风速有不同的风速谱函数。对于长宽比较大的桥梁结构而言，一般只考虑顺风向风谱和竖向风谱。基于JTG/T 3360-01—2018《公路桥梁抗风设计规范》[12]，水平脉动风谱采用高度变化的Kaimal谱，竖向脉动风谱采用Panofsky谱。索梁结构应急桥架设场地的地表类别为B类，场地10 m高处10 min平均100年重现期设计风速取27.5 m/s。参考JTG/T 3360-01—2018，其风廓线指数为0.16，粗糙高度为0.05 m。风场模拟截止频率为20π Hz，频率点个数为 2 048，时间步长为0.1 s，采样时间总长为600 s。使用Matlab软件编制脉动风模拟程序。

(27)攝制魔蹤：鎮伏魔勞，大刑攝擯。(《太上說玄天大聖真武本傳神呪妙經註》卷三，《中华道藏》30/554)

通过对哈佛管理导师课堂有关课程的学习，我对管理员工的方法有了更多的认识和理解。在实际工作当中，我们经常要组成一个团队，有团队就一定需要领导，对于领导来说，如何提升领导力则变成一个需要不断学习的课题。企业想要长远发展，员工是重中之重，而留住关键员工则是企业长久发展的润滑剂，下面我就自身的工作体会来浅谈下企业如何留住关键员工。

图5 主梁跨中脉动风速时程曲线

图7 主梁跨中自相关函数

2 索梁结构应急桥抖振分析

Davenport准定常抖振理论和Scanlan抖振理论为桥梁结构抖振响应分析的两大经典理论。对索梁结构应急桥抖振响应分析时采用Davenport准定常抖振计算公式。根据模拟的脉动风编制抖振程序，计算分析气动自激力和气动导纳函数对桥梁结构抖振响应的影响。对桥梁结构进行抖振力加载时，应考虑来流风攻角α和主梁单元的扭转角β，将α+β作为有效风攻角并提取相应的三分力系数计算风荷载。抖振力分解如图8所示。在同济大学风洞实验室对主梁节段模型做风洞试验，得到应急桥主梁风轴坐标系下三分力系数，见图9。

图9 主梁风轴坐标系下三分力系数

计算桥梁结构抖振响应时，首先考虑静风荷载作用下桥梁结构的平衡位置，然后在每一个计算子步中读取模拟得到的脉动风和试验测得的三分力系数。计算子步抖振力，并将其加载到应急桥主梁和塔架节点上进行抖振响应计算。基于ANSYS内置语言APDL编制索梁结构应急桥非线性时域抖振分析程序。

样本采集：含藻种的样本采自广州华南理工大学校内东湖，共设置2个采集点，采集水样用采样瓶装好，分离纯化在实验室中进行。

表2 应急桥关键节点抖振响应计算结果

图10 跨中抖振响应时程曲线

图12 主缆及吊杆应力时程曲线

在ANSYS结果中提取索梁结构应急桥跨中的抖振位移结果，对其做快速傅里叶变换可以得到在频域范围内桥梁结构的抖振响应，见图13。由图13(a)可知，与应急桥动力特性计算结果对比，跨中竖向位移功率谱主要受一阶竖弯振型的影响，卓越频率与一阶竖弯频率一致；由图13(b)可知，跨中横向位移主要受一阶侧弯振型的影响，卓越频率为0.62 Hz；由图13(c)可知，跨中扭转角主要受一阶扭转振型的影响。因此，索梁结构应急桥跨中抖振横向位移主要受主梁正对称侧弯振型的影响；抖振竖向位移主要受主梁一阶正对称竖弯振型影响；扭转角主要受主梁一阶正对称扭转振型影响。

图14 考虑气动导纳函数时应急桥抖振响应RMS沿纵桥向变化曲线

图16 考虑抗风缆时应急桥抖振响应RMS沿纵桥向变化曲线

5 结论

1)索梁结构应急桥抖振横向位移远大于竖向位移及扭转位移，说明桥梁结构侧向刚度较小，侧向稳定性差。

2)由于主缆采用轻质高强纤维缆材料，风速对跨中主缆应力幅值影响较大，而吊杆应力变化幅值较小，因此在静风荷载和脉动风荷载共同作用下主缆轴向应力变化强烈，吊杆相对稳定。

(2)提高了工作效率。由于采用流水施工作业，各专业班组、各种机械均采取专业化施工，使得各种生产要素组织更加合理，各工作环节之间得到了有效衔接，突出了专业性，从而保证了工作质量，提高了劳动效率。

3)索梁结构应急桥跨中横向位移主要以主梁正对称侧弯振型为主；竖向位移主要以主梁一阶正对称竖弯振型为主；扭转角主要以主梁一阶正对称扭转振型贡献为主。

4)不考虑气动导纳函数，索梁结构应急桥抖振响应计算结果相对保守，不考虑气动自激力对桥梁结构抖振响应计算结果影响较小。与气动导纳函数对抖振响应结果的影响相比，气动自激力影响较小，从计算便捷性方面考虑可以忽略。

5)斜拉索抗风缆方案能够极大降低应急桥横向位移，但对竖向位移和扭转角的影响较小。

回家后，一杭不放心，给雪萤打了一个电话，电话里传来的却是范坚强的声音。一杭大吃一惊，说：“这件事情与雪萤无关，你不要为难她，想 仇直接冲我来。”范坚强皮笑肉不笑地说：“也可以，你把记事本的原件拿来，不然——”电话里突然传来雪萤的尖叫，一杭心里一紧，范坚强继续说：“听到了吧天，上午9点，

参考文献

[1]曹映泓,项海帆,周颖.大跨度桥梁颤振和抖振统一时程分析[J].土木工程学 ,2000,33(5):57-62.

[2]张志田.大跨度桥梁非线性抖振及其对抗风稳定性影响的研究[D].上海：同济大学,2004.

[3]刘春华.大跨度桥梁抖振响应的非线性时程分析[D].上海:同济大学,1995.

[4]TAO T,WANG H,WU T.Parametric Study on Buffeting Performance of a Long-span Triple-tower Suspension Bridge[J].Structure and Infrastructure Engineering,2018,14(3):1-19.

[5]HUANG H,LI M.Flutter and Buffeting Analysis in Time Domain for Suspension Bridge in Operation and Erection Stage[C]//Japan Association for Wind Engineering and International Association for Wind Engineering.The Fourth International Symposium on Computatinal Wind Engineering (CWE2006).Yokohama：Tokyo Polytechnic University Press，2006:781-784.

[6]刘孝辉,左太辉,何旭辉,等.大跨度公轨两用钢桁梁悬索桥抖振响应研究[J].公路交通技术,2017,33(6):49-54.

[7]李飞,刘多特.大跨度预应力混凝土连续刚构桥时域抖振分析[J].铁道建筑,2018，58(3):5-9.

[8]陈代海,李整,张超.大跨度窄桥面钢桁架悬索桥抖振影响因素分析[J].铁道建筑,2016,56(11):10-14.

[9]夏培华,朱浩.山区钢桁梁斜拉桥施工期抖振时域分析研究[J].中国港湾建设,2017(11):104-107.

[10]董锐,葛耀君,杨詠昕,等.基于独立振型的大跨度桥梁风致抖振响应分析[J].长安大学学 (自然科学版),2016,36(3):56-63.

[11]张贤文.大跨度钢桁架拱桥抖振数值仿真分析[J].湖南交通科技,2016,42(3):98-101.

[12]中华人民共和国交通部.公路桥梁抗风设计规范：JTG/T 3360-01—2018[S].北京：人民交通出版 ,2018.

相关资源：连续梁的弯矩计算软件V1.0绿色版_连续梁-其它代码类资源-CSDN文库