基于大涡模拟的山区桥址风场及其对桥梁抖振响应的影响

摘要

为研究位于复杂山区地形的桥址区风场特性及其对大跨度桥梁抖振响应的影响，以山区某斜拉桥为工程背景，采用大涡模拟方法获取桥址区足量监测点的脉动风场特性；分别以传统谐波合成法模拟的脉动风场、规范建议的C类脉动风场与大涡模拟方法计算得到的脉动风场计算桥梁的抖振力，并对三者进行了抖振响应对比分析；研究了桥址区非均匀风场特性对桥梁抖振响应的影响.研究结果表明：位于山区地形的大跨度桥梁的平均风速、风攻角以及紊流强度等特性沿桥跨呈现明显的非均匀性，紊流强度比、脉动风速谱以及相干函数均与规范建议值不同，反映了规范建议值在复杂山区风场中的适用性有限.采用谐波合成法模拟脉动风场得到的抖振响应相比大涡模拟方法同步监测所得到的脉动风场下抖振响应偏不安全，采用规范建议谱模拟风场所得的抖振响应相较于大涡模拟方法所得的抖振响应在竖向位移结果上偏不安全，但侧向位移和扭转位移结果上却偏于保守.非均匀风速对主梁竖向、侧向及扭转抖振响应影响较大，而非均匀风攻角对主梁扭转响应也有一定影响.非均匀风速来流下，跨中竖向和侧向抖振响应谱明显高于均匀风速来流的，而跨中扭转抖振响应谱与均匀风速来流相比差距并不明显.

关键词

复杂山区 / 大跨度桥梁 / 大涡模拟 / 非均匀风场 / 抖振响应