空间索网桥的设计研究

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  • 创新的斜拉悬索桥

  • 基本频率分析

  • 与传统悬索桥的对比

为了解决未来悬索桥跨度的大幅度增加,Gordon Rose of Rose Associates已经提出了空间索网桥的概念。在这个设计中,通过附加的水平体系和索网以及三维主塔设计,提供了悬索桥的气动性能和抗震性能。为了评估这种方法可能的优点,使用LUSAS软件来对该设计进行研究,计算出理论固有频率,与没有索网的等价的传统悬索桥进行对比。


Gordon Rose解释:“大跨度桥梁的气动稳定性,部分依靠横截面的形状,部分依靠结构的整体动力特性。有能够导致桥面板共振的空气动力学激励的各种机制。然而,对于具有更高的基本固有频率的结构,共振发生时的临界风速也变的更高。”


他继续道:“对于大跨度桥梁的设计,固有频率没有一个固定的值。一般地,可以通过增加基本的垂直弯曲频率来改进气动稳定性。通过维持基本竖向弯曲和扭转模态发生时频率间的重要差别,避免与古典摆动有关的耦合振动,这也是很重要的。”


通过包含支撑脊骨梁的吊架的主索,形成了传统悬索桥。425-850-425米和850-1700-850米的跨构造,与150米高的塔一起被研究。在这两种情况下,所有材料都假定为钢。


3dtower_250.jpg附加索网包括二次索和三对额外纵向索以及与它们关联的吊架。索固定的位置在结构的两端以及塔上。板被引导在结构的两端以及一个塔上。它在水平、竖向、纵向上被固定在其它塔上。在分析中不考虑塔的刚度。在每种情况下,包含或不包含附加索网的模型被求解,并适当的给出四组结果。


使用LUSAS可以获得,对四个研究模型中每一个的竖向弯曲、横向弯曲以及第一扭转模态的固有频率。从获得的结果可以看出,桥梁的固有频率桥梁被显示与附加索网一起被增加。尽管进一步的研究被实行,来建立第一扭转频率和竖向弯曲的基本频率之间的差值,究竟被提高了多少。

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