考虑抖振影响的大跨度桥梁静风稳定性分析

98 工 程 力 学

Zd=H Z0/K (9)

H-周围建筑物平均高度；

在来流假设为均匀流场的前提下，采用动力有限元方法对西堠门大桥进行静风稳定计算，最后计算得到发散风速为125m/s，静力失稳临界风速为120m/s。

具体计算中，为消除阶跃激励的影响，在前40秒的动力响应中采用接近1.0的阻尼比，40秒后，恢复到结构的真实阻尼比。

图5、图6、图7是来流假设为均匀流时西堠门大桥跨中侧弯、竖弯、扭转响应曲线。

Z0-地面粗糙高度。

采用空间梁杆单元对结构进行有限元离散，考虑大变形大转动与小应变的情况，并引入单元随转坐标系[8,9]。对于大跨度桥梁结构，由于几何非线性的影响，其整体刚度在动力有限元求解过程中矩阵具有时变的特性，因而线性时不变系统的NewMark-β法显式积分方案不能直接使用，否则会得出不稳定的求解结果。解决的方法是结合解，具体求解过程参考文献[10]。

NewMark-β与Newton-Raphson迭代方法进行求

2 算例

作为舟山大陆连岛工程的主体工程，西堠门大桥将成为世界最大跨径的钢箱梁悬索桥，主跨

侧向/m

t/s

时，动力响应是稳定的，即存在某一平稳位置使得结构在该位移再发生微小位移增量时，外荷载增量小于

图4 西堠门大桥三分力系数

Fig.4 Aerostatic force coefficients of XIHOUMEN Bridge