大跨悬索桥基于混合气候颤振风险的主梁架设施工流程优化

作     者：马腾 陈炳耀 崔巍 陈焕勇 宋神友 赵林 

作者机构：同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室 同济大学桥梁结构抗风技术交通运输行业实验室 广东湾区交通建设投资有限公司 深中通道管理中心 广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室 

出 版 物：《清华大学学报(自然科学版)》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52378527 52008314 52078383) 

主　　题：悬索桥 混合气候 颤振失效概率 施工流程优化 

摘      要：在悬索桥主梁架设阶段,由于结构质量和刚度等参数持续变化,因此桥梁主梁的颤振临界风速不断演变。同时,由于桥址处的混合气候风环境也随季节连续变化,因此为准确评估混合气候悬索桥主梁的颤振风险,该文提出台风与季风混合气候条件下,悬索桥主梁架设施工流程优化分析框架,总结了施工期颤振风险分析方法,并以中国南部沿海深中通道伶仃洋大桥为例进行阐明。该文采用全桥气动弹性模型进行风洞试验,获得了不同施工阶段的主梁颤振临界风速,并通过台风模拟和气象站风速统计回归,按施工周期分别迭代分析了台风和良态风的极值风速。研究结果表明:伶仃洋大桥在连续施工过程中,架设起始时间若选择特定月份,则会遭遇最小的颤振失效风险;若选择最不利施工时间,则颤振风险将呈指数级增加。在施工时间不受限的情况下,优化施工流程是传统结构和气动措施之外的有力补充,尤其是在混合气候模式下,更容易体现优化施工流程的优势。