基于实测与规范风谱的三塔悬索桥抖振性能对比

第43卷第5期2013年9月

东南大学学报（

自然科学版）

JOUＲNALOFSOUTHEASTUNIVEＲSITY（NaturalScienceEdition）

Vol．43No．5Sept．2013

doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2013．05．015

基于实测与规范风谱的三塔悬索桥抖振性能对比

王

浩

陶天友

郭

彤

李爱群

邓稳平

（东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，南京210096）

摘要：为了描述三塔悬索桥抖振性能，采用实测与规范风谱进行了抖振对比研究．基于润扬、苏通桥址区多次台风现场实测数据及结构健康监测系统数据库的数据资料，采用非线性最小二乘——实测谱．以世界第一大跨度三塔悬索桥主跨1080m的泰法获得桥址区实测强风风谱模型—州大桥为工程背景，分别采用规范谱和实测风谱为目标谱模拟了桥址区的三维脉动风场，据此开展了基于ANSYS的三塔悬索桥抖振响应对比研究．结果表明：2种主梁抖振位移PSD曲线基本一致，各方向的第一阶振型对主梁抖振响应的贡献最大；泰州大桥主梁沿跨度方向侧向抖振位移ＲMS分布与两塔悬索桥基本一致，竖向与扭转抖振位移ＲMS分布表现出了其独有特点；采用实

规范谱偏于保守．研究结果可用于该桥的风致抖振分析，同时可对其测谱的主梁抖振响应略小，

他同类型桥梁的抗风设计提供重要参考．

关键词：规范谱；实测谱；三塔悬索桥；抖振响应；时域分析中图分类号：U448．27

文献标志码：A

0986-07文章编号：1001－0505（2013）05-

Comparablestudyonbuffetingperformanceoftriple-towersuspension

bridgebasedonmeasuredwindspectrumandspecificationwindspectrum

WangHao

TaoTianyou

GuoTong

LiAiqun

DengWenping

（KeyLaboratoryofConcreteandPrestressedConcreteStructuresofMinistryofEducation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China）

Abstract：Inordertodescribethebuffetingperformanceofatriple-towersuspensionbridge，com-parativestudyonbuffetingwasconductedwithmeasuredwindspectrumandthespecificationwindspectrum．BasedonthefieldmeasurementsanddatabaseofthestructuralhealthmonitoringsystematＲunyangBridgeandSutongBridge，thewindspectrum（measuredspectrum）fromthemeasuredstrongwindwasobtainedbythenonlinearleastsquaremethod．Asthelongest-spantriple-towersus-pensionbridgeintheworld，TaizhouYangtzeＲiverBridgewiththemainspanof1080mwastakenastheexample．Afterthe3Dturbulencewindfieldwassimulatedbyconsideringthemeasuredspec-trumandthespecificationspectrumasthetargetspectrumrespectively，comparableanalysesonthebuffetingresponseofthetriple-towersuspensionbridgewerecarriedoutbasedonANSYS．There-sultsshowthatthesetwokindsofbuffetingdisplacementPSD（PowerSpectrumDensity）curvesofthemaingirderchangewiththesametrend，andthefirstordervibrationmodeineachdirectioncon-tributesmostlytothebuffetingresponse．TheＲMSdistributionofthelateralbuffetingdisplacementalongthespanofthetriple-towersuspensionbridgeismainlythesameasthoseoftwo-towersuspen-sionbridges，whiletheＲMS（ＲootMeanSquare）distributionoftheverticalandtorsionalbuffetingdisplacementshowsitsowncharacteristics．Thebuffetingresponseswiththemeasuredspectrumaresmallerandthosefromthespecificationspectrumarethereforeconservative．Theresultscanprovidereferencesforwind-inducedbuffetinganalysisofthebridgeandwindresistantdesignofotherbridges

inthesametype．

Keywords：specificationspectrum；measuredspectrum；tripe-towersuspensionbridge；buffeting

response；time-domainanalysis

05-10．作者简介：王浩（1980—），wanghao1980@seu．edu．cn．收稿日期：2013-男，博士，副研究员，

7）、基金项目：国家自然科学基金资助项目（51378111）、江苏省交通科学研究计划资助项目（2011Y03-江苏省高校优势学科建设工程资助

项目、东南大学优秀青年教师资助计划资助项目、同济大学桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室开放课题资助项目（KLWＲT-BMC12－02）．

J］．东南大学学报：自然科学版，2013，43（5）：986-992．引文格式：王浩，陶天友，郭彤，等．基于实测与规范风谱的三塔悬索桥抖振性能对比［［doi：10．3969/j．issn．1001－0505．2013．05．015］