鋼桁架人行懸索橋靜風穩定性分析

洪 凡 梁華龍

（西安科技大學建筑與土木工程學院， 陜西 西安 710054）

1 工程實例

1.1 工程背景

該橋橋址處于我國西部山區,工程總體布置情況如圖1 所示。

圖1 總體布置圖（單位：cm） Figure 1 Overall layout (unit: cm)

橋梁布局形式以單跨式為主，主纜位置與鋼鉸線保持平行，其錨固方式為重力式錨碇。加勁梁組成部分主要為榀桁架，其中，鋼桁架結構如圖2 所示。因該工程項目所在區域具有風力強勁特點，由于橋梁跨度值較普通橋梁跨度大，但橋面較窄，所以鋼桁架人行懸索橋應具備較強抗風能力，以便保證索橋穩定性和安全性。

圖2 鋼桁架結構圖（單位：cm） Figure 2 Steel truss structure diagram (unit: cm)

借助橋位相鄰測站獲知基準風速，從周邊氣象站獲得風速資料，確保鋼桁架人行懸索橋靜風穩定性分析得到資料支撐[1]。

2 鋼桁架人行懸索橋結構靜風穩定性分析

（1）初始風攻角具體影響

因工況情況不相一致，所以不同初始風攻角條件下臨界風速差異化表現：

+3° 、 0 °靜風失穩臨界風速均為100m/s、 -3 °時臨界風速低于100m/s，僅為95m/s（如表1）。

表1 初始風攻角 °+3 、 °0 、 °-3 時臨界風速

對比于初始風攻角 °0 條件下主梁位置移動，初始風攻角 °-3 主梁結構橫向位置移動幅度一致，需注意的是，這針對跨中部位和L/4 節點來講。風速值為100m/s時，增加幅度大于以往，但豎向風速非常態變化。

經歐幾里德范數計算初始風攻角 °-3 條件下臨界風速值，即95m/s，風速大幅度變化后，豎向風速隨之波動。總結可知，因初始風攻角 °+3 、 °0 、 °-3 分為三種情況，結合本文案例予以分析，鋼桁架人行懸索橋靜風失穩臨界風速差異變化。

3 結論

根據臨界風速、基準風速相關規范及要求，具體分析鋼桁架人行懸索橋靜風失穩臨界風速值，一旦實際風速超過規范基準風速值，那么懸索橋穩定性得不到保證，并極易出現懸索橋完整性破壞現象。實際上臨界風速達到100m/s 時，符合規范要求，臨界風速大于等于2 倍設計基準風速，所以懸索橋只出現振蕩。工程項目設計階段增置抗風纜、中央扣，使用過程中出現不同程度凹陷現象，基于此，全過程分析主梁結構節點變化情況，并具體記錄。初始風攻角 °-° 3~0 之內，基于三分力系數特性分析臨界風速，因三分力變化幅度較小，加之，橋梁位置無顯著差異，所以臨界風速值相等。當外界力量動態變化，且橋梁位置明顯移動時，臨界風速值隨之改變，計算結果為95 m/s。