靳冰冰

摘? 要：隨著近幾年我國經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，我國交通運輸行業(yè)的發(fā)展水平也在不斷提升。部分斜拉橋在我國城市橋梁和公路施工過程中得到了非常廣泛的應用，其不僅能夠在一定程度上提高橋梁的美觀度和經(jīng)濟性，同時還能提高城市橋梁施工的便捷性和質(zhì)量。本文就部分斜拉橋動力特性及顫振穩(wěn)定性進行研究，希望能夠在一定程度上提高部分斜拉橋的使用性能。

關鍵詞：部分斜拉橋;波形鋼腹板;數(shù)值模擬;顫振穩(wěn)定性論文類型：應用研究

相較于其他國家而言我國部分斜拉橋的引進相對來講比較晚，但是和其他橋梁相比其的結構非常嚴謹，性能非常優(yōu)越，經(jīng)濟性也非常高。其的引進不僅在一定程度上提高了我國橋梁施工管理的水平，還在一定程度上完善了我國的橋梁施工技術，促進了我國斜拉橋的進一步發(fā)展。斜拉橋是我國橋梁結構中非常常見的一種結構，其主要由索塔、斜拉索、主梁組成，并且其還有著易于維修、跨越性非常好、外形非常美觀的特點。

1 部分斜拉橋的特點分析

1.1 塔梁固結梁墩分離體系

在進行斜拉橋連續(xù)結構施工的過程中，經(jīng)常會應用到塔梁固結梁墩分離體系，這一施工體系的特點主要是在橋墩和梁體之間設置支座，對梁體和橋塔進行固結處理，在進行斜拉橋施工的過程中，其塔腳的部分承受的力并不是非常大，在對其進行索力平衡處理的條件下進行斜拉橋施工梁和塔固結位置的彎矩非常小，這樣不僅會在一定程度上降低橋梁的軸向承受壓力，同時還能有效的提高橋梁受力的均勻性和穩(wěn)定性。但是塔梁固結梁墩分離體系本身的缺點也非常明顯，當橋梁滿載的時候，其塔柱的整體傾斜度就會出現(xiàn)變大的情況，邊跨和主梁的位移就會出現(xiàn)受力擴大的情況，在應用塔梁固結梁墩分離體系進行施工的過程中，施工人員經(jīng)常會應用噸位相對來講比較大的支座進行施工。

1.2 塔墩固結塔梁分離體系

塔、墩固結、而塔、梁分離，主梁除塔墩上設置活動支座，對其豎向進行支撐外，其它部分由拉索懸吊，梁體可在縱向做微小的浮動，此體系抗震性能好，塔柱處無負彎矩。缺點是施工的過程中需要設置臨時固結，增加施工負擔。

2 部分斜拉橋與波形鋼腹板部分斜拉橋動力特性分析

相比較于其他橋梁而言，斜拉橋上部結構的質(zhì)量非常大，這樣不僅能夠在一定程度上提高其的抗風性能，同時還能有效提高橋梁結構的耐久性。相較于結合斜拉橋和鋼拉橋而言，部分斜拉橋的性能非常優(yōu)越，其在進行施工過程中使用的材料阻尼性非常強。隨著近幾年我國社會發(fā)展速度的不斷加快，斜拉橋在橋梁施工建設過程中得到的應用也變得越來越廣泛，這種情況不僅在一定程度上提高了跨江和跨河交通樞紐的作用，同時還提高了我國橋梁工程施工的周期，提高了橋梁腰板的受力性能。

在進行部分斜拉橋施工的過程中，施工人員要不斷加大對其結構剛度和跨徑的重視度，結合部分斜拉橋施工區(qū)域的實際情況對其的施工方法進行調(diào)整，這樣部分斜拉橋施工的質(zhì)量才能得到提升。跨越較大距離，跨徑隨之增大，結構剛度相應減小，在風荷載的作用下，將會激發(fā)橋梁風致振動。引起橋梁的隨機抖振，或?qū)е聵蛄航Y構的自激振動一一顫振或馳振，從而影響橋梁的安全性能，造成梁體結構的破壞。因此，橋梁的抗風性能研究已成為大跨徑斜拉橋設計中最主要的控制因素，然而橋梁結構動力特性的分析確是橋梁抗風分析的基礎。因此，很有必要研究動力特性中基頻計算方法的精度。

3 部分斜拉橋顫振穩(wěn)定性分析

橋梁結構的自激振動包括兩種現(xiàn)象，即顫振和馳振。當風的動力作用激發(fā)橋梁振動時，氣流所產(chǎn)生的空氣力受到結構振動的影響十分明顯。這種反饋作用屬于自激振動。

橋梁顫振現(xiàn)象是一種發(fā)散性的自激振動，這種現(xiàn)象是因為振動過程中，振動結構因阻尼的存在所消耗的能量遠遠小于結構在流動的空氣中不斷獲得的能量。根據(jù)氣流繞過斷面的形式、及斷面自由度運動之間的振幅及相位關系，將橋梁顫振分析分為扭彎耦合顫振和扭轉顫振。這兩種顫振形式可以相互轉化，轉換條件取決于梁體斷面形式，但其介于流線型截面和鈍體截面之間時，在風的作用下，梁體則會出現(xiàn)扭轉顫振與耦合顫振之間的轉換。

4 通過對部分斜拉橋顫振理論的分類分析，及對顫振斜拉橋顫振穩(wěn)定性的驗算得出以下結論：

4.1 總結了古典耦合顫振理論的發(fā)展過程，從中得出：二維平板振動理論只適用于機翼的顫振分析;當對懸索橋桁架式加勁梁進行顫振分析時，應采用修正后的Thcodorson平板氣動力表達式;平板耦合顫振臨界風速的計算可以采用諾謨圖或者近似公式。

4.2 分離流顫振理論中的耦合非定常氣動力，可以采用較為準確的18顫振導數(shù)進行表示，其考慮了抖振影響下的非定常抖振氣動力表達式，提升了橋梁分離流顫振實驗加理論的方法。但此方法在實際的應用中，需針對不同情況進行必要的簡化。

4.3 三維橋梁顫振理論滿足梁體復雜多變的振型特征分析。且其頻域法和時域法均能解決任何結構的動力問題，但彼此之間略有差異。頻域法適用于結構的線性變化，滿足疊加條件，滿足結構大變形。而時域法則適用于結構的非線性變化，不滿足疊加條件，但滿足結構的小變形。

4.4 由于鐵路橋梁規(guī)范中未對斜拉橋的顫振臨界風速做出明確規(guī)定，所以采用公路橋梁抗風規(guī)范中斜拉橋顫振臨界風速的計算公式，對其進行簡化分析，得出在梁體截面形狀固定的情況下，其顫振風速與質(zhì)量的平方根成正比，與梁體主跨平方根成反比，并且在截面形狀系數(shù)一定的情況下與梁體寬度成正比。

4.5 采用公路橋梁抗風規(guī)范對大跨度高速部分斜拉橋進行了顫振穩(wěn)定性驗算，得出此橋的顫振臨界風速72.80m/s遠遠大于其檢驗風速38.27m/s。滿足顫振穩(wěn)定性的規(guī)范要求，這為其施工及安全運營提供理論依據(jù)。

5 總結

綜上所述，斜拉橋的橋面體系一般都是由加勁梁構成的，其在進行施工的過程中一般都是采用拉索代替支墩的方式進行施工，這樣不僅能夠在一定程度上減輕斜拉橋的整體重量，同時還能減少斜拉橋整體的彎矩，其在施工過程中需要的材料才能得到減少。隨著斜拉橋整體跨徑的不斷增加，其的索塔高度也會隨之增高，斜拉橋跨度的增大不僅會增加斜拉橋軸向的壓力，還能提高其的結構幾何非線性效應。

參考文獻

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