钢桁架人行悬索桥静风稳定性分析

洪 凡 梁华龙

（西安科技大学建筑与土木工程学院， 陕西 西安 710054）

1 工程实例

1.1 工程背景

该桥桥址处于我国西部山区,工程总体布置情况如图1 所示。

图1 总体布置图（单位：cm） Figure 1 Overall layout (unit: cm)

桥梁布局形式以单跨式为主，主缆位置与钢铰线保持平行，其锚固方式为重力式锚碇。加劲梁组成部分主要为榀桁架，其中，钢桁架结构如图2 所示。因该工程项目所在区域具有风力强劲特点，由于桥梁跨度值较普通桥梁跨度大，但桥面较窄，所以钢桁架人行悬索桥应具备较强抗风能力，以便保证索桥稳定性和安全性。

图2 钢桁架结构图（单位：cm） Figure 2 Steel truss structure diagram (unit: cm)

借助桥位相邻测站获知基准风速，从周边气象站获得风速资料，确保钢桁架人行悬索桥静风稳定性分析得到资料支撑[1]。

2 钢桁架人行悬索桥结构静风稳定性分析

（1）初始风攻角具体影响

因工况情况不相一致，所以不同初始风攻角条件下临界风速差异化表现：

+3° 、 0 °静风失稳临界风速均为100m/s、 -3 °时临界风速低于100m/s，仅为95m/s（如表1）。

表1 初始风攻角 °+3 、 °0 、 °-3 时临界风速

对比于初始风攻角 °0 条件下主梁位置移动，初始风攻角 °-3 主梁结构横向位置移动幅度一致，需注意的是，这针对跨中部位和L/4 节点来讲。风速值为100m/s时，增加幅度大于以往，但竖向风速非常态变化。

经欧几里德范数计算初始风攻角 °-3 条件下临界风速值，即95m/s，风速大幅度变化后，竖向风速随之波动。总结可知，因初始风攻角 °+3 、 °0 、 °-3 分为三种情况，结合本文案例予以分析，钢桁架人行悬索桥静风失稳临界风速差异变化。

3 结论

根据临界风速、基准风速相关规范及要求，具体分析钢桁架人行悬索桥静风失稳临界风速值，一旦实际风速超过规范基准风速值，那么悬索桥稳定性得不到保证，并极易出现悬索桥完整性破坏现象。实际上临界风速达到100m/s 时，符合规范要求，临界风速大于等于2 倍设计基准风速，所以悬索桥只出现振荡。工程项目设计阶段增置抗风缆、中央扣，使用过程中出现不同程度凹陷现象，基于此，全过程分析主梁结构节点变化情况，并具体记录。初始风攻角 °-° 3~0 之内，基于三分力系数特性分析临界风速，因三分力变化幅度较小，加之，桥梁位置无显著差异，所以临界风速值相等。当外界力量动态变化，且桥梁位置明显移动时，临界风速值随之改变，计算结果为95 m/s。