玻璃景观桥风荷载特性及风致振动舒适度评价

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随着经济快速发展、桥梁设计水平的提高,设计师们越来越关注桥梁结构的美学特性,近年来旅游业的快速发展推动了风景区内玻璃景观桥梁的建造。此类景观桥不仅造型独特结构新颖,而且多建于风速很大的悬崖边、峡谷上,风作用明显,但相关的研究较少。本文以某玻璃景观桥为工程背景,采用风洞试验与有限元计算相结合的方式,对玻璃景观桥的风致振动舒适度以及风荷载特性进行研究,本文主要工作及结论如下:1.分析了某玻璃景观桥的结构动力特性,为拟弹性模型风洞试验提供了必要的参数,计算结果表明该桥振动基频较高。2.对玻璃景观桥进行了刚性模型和拟弹性模型试验,得到了不同风攻角和风向角工况下结构的风荷载特征、涡激振动性质以及抖振响应,试验风速内,场地模型对整个测力模型的风场影响较为明显,测力试验的静力五分力系数变化较大,当山体处于桥体背风侧的几个风偏角时,考虑到风洞地面与山体引起流场及涡旋的变化,导致升力系数数值在该风偏角范围内较大。没有观察到涡激共振的产生。3.对常用的振动舒适度评价方法、各国规范中关于振动舒适度的规定进行了介绍与比较,并基于风洞试验结果对某玻璃景观桥进行了舒适度评价,比较中发现,仅IOS规范中对不同频率对振动舒适度的影响有所考虑,且很多规范未对人体更为敏感的横向振动进行考虑。4.基于风洞试验结果,利用有限元计算,结合结构自身受力特性,对风荷载作用下结构危险截面进行强度验算,将平均风产生的截面应力与振动部分作了对比,结果表明此类桥的风荷载主要来源于静力效应,动力效应的贡献很小。
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