大跨桥梁亮化索网的风载识别及静风响应分析

摘要

【目的】深入探究大跨桥梁亮化索网体系的抗风性能，确定索网的风荷载及其静风响应，从而为桥梁亮化工程的设计提供科学依据，确保索网结构的安全性与稳定性。【方法】首先，设计了亮化索网的气动力测试模型，并通过风洞试验识别了不同来流风向角下不同密度索网的气动力系数。然后，采用有限元分析软件建立了三种具有代表性的亮化索网的有限元模型，基于风洞试验结果模拟了作用在索网上的气动力，并详细分析了索网的静风响应行为。【结果】随着索网密度的增大，索网受到的风荷载也随之增大，且索网密度对风荷载的影响随着风速的增大而增大。但当来流垂直于桥轴线时，风向角在一定范围内变化对索网气动力影响不大。在静风响应方面，高密度索网的位移更大，但不同索密度模型应力分布的差距并不明显。此外，索网的位移响应随风向角的变化并不显著，但会造成横向钢丝绳受力不均匀，一侧较大而另一侧较小。【结论】基于以上研究结果，提出了优化索网抗风性能的措施。具体而言，增大竖向钢丝绳的初拉力或在索网与桥面之间增设斜向索可以有效减小索网的静风响应，且这两种措施的有效性可以叠加，从而进一步提高索网的抗风稳定性。

关键词

空气动力学 / 风洞试验 / 索网风载 / 静风响应 / 抑制措施

基金资助

国家自然科学基金项目（52178507）; 四川省自然科学基金项目（2022NSFSC0431、2022NSFSC0004）