土木工程文献

第43卷第7期2010年7月

土　木　工　程　学　报

CHINACIVILENGINEERINGJOURNAL

Vol.43No.7

　　Jul.2010

台风作用下超大跨度斜拉桥抖振响应现场实测研究

王　浩

1,2

　李爱群

1,2

　谢　静　焦常科

11

(1.东南大学,南京210096;2.混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210096)

摘要:大跨度桥梁抖振响应的现场实测研究,对桥梁风工程的发展具有重要意义。2008年7月,“凤凰”台风突袭江苏,本文以遭受该台风袭击的世界第一大跨斜拉桥———苏通大桥为工程背景,综合利用现场实测风特性数据和该桥结构健康监测系统(SHMS)中加速度传感器实时采集的数据,采用频谱分析和统计方法对超大跨度斜拉桥的抖振响应进行了现场实测案例研究,主要研究内容包括桥址区的强风特性分析、主梁和拉索振动响应特性分析、振动与风速的关系、上下游拉索的振动特性对比以及斜拉索阻尼器的减振效果分析等。研究结果可用于验证现有抖振理论分析方法的可靠性,同时可为超大跨度斜拉桥的抗风设计提供参考。关键词:斜拉桥;台风;抖振响应;结构健康监测系统;苏通大桥中图分类号:U448　　文献标识码:A文章编号:10002131X(2010)0720071208

Fieldmeasurementofthebuffetingseofa2span

cable2stayedbridgeWangHao

　LiAJ(1.China;

1,21,212.KeyLaboratoryofMinistryofEducation,Nanjing210096,China)Abstract:Fieldresponseoflongspanbridgesisofgreatsignificancetothedevelopmentofbridgewind.SutongCable2stayedBridge(SCB),asthelongestcable2stayedbridgeintheworld,istakenasanexample.WhentyphoonFung2WongpassedthroughJiangsuinJuly2008,fieldmeasurementofthetyphooncharacteristicswasconductedandthestructuralvibrationresponseswerewhollyrecordedbytheSHMS.Basedonthefrequencyspectrumtechniqueandstatisticaltheory,themeasurementdataareanalyzedtoobtainthewindcharacteristics,thevibrationresponsecharacteristicsofthestaycableandthedeck,thevariationofaccelerationresponseRMSvs.windvelocity,thevibrationresponsecharacteristicscomparisonbetweenupstreamanddownstreamstaycables,thevibrationcontrolefficiencyofthedampersonthestaycables,etc.Theresultscanbeemployedtovalidatethereliabilityofcurrentbuffetingresponsecalculationtechniques,andprovidereferencesforwind2resistantdesignofthesuper2long2spancable2stayedbridges.

Keywords:cable2stayedbridge;typhoon;buffetingresponse;structuralhealthmonitoringsystem(SHMS);SutongCable2stayedBridge(SCB)E2mail:whzjn@sina.com

引　　言

苏通大桥是世界上最大跨度的斜拉桥,其建成通车使得斜拉桥主跨在最近的几十年里就由几百米发展到了千米级。对于大跨度缆索承重桥梁而言,随着

基金项目:国家杰出青年基金项目(50725828),国家自然科学基金项目(50538020,50908046),国家科技支撑计划项目(2006BAJ03B05),国家教育部博士点基金资助项目(200802861012),湖南大学风工程与桥梁工程湖南省重点实验室开放基金资助项目作者简介:王浩,博士,讲师收稿日期:2008211211

桥跨的不断增加,结构刚度大幅下降,使得风致振动对其安全性的影响尤为重要,1940年美国Tacoma悬索桥发生的颤振风毁事故更是给各国政府和科研机构敲响了警钟。由于跨度及桥宽的不断增加,桥梁风致抖振问题变得日益突出,风环境以及风致抖振响应监测也因此成为桥梁风工程研究的热点之一

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。作

为桥梁风工程研究的重要手段之一,既有桥梁抖振响应现场实测研究可用于检验现有桥梁抖振响应计算理论,确定桥梁抖振计算中的关键影响因素以及分析大跨桥梁结构的抖振性能及其机理,因而具有重大的理论和实际意义。