斜拉橋施工要點(diǎn)(壹)

第三章斜拉橋的計(jì)算

第一節(jié)概述

第二節(jié)斜拉橋索力調(diào)整理論第三節(jié)斜拉橋的平面分析

第一篇混凝土斜拉橋第一節(jié)概述斜拉橋的結(jié)構(gòu)計(jì)算理論比較復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容大致包括靜力分析、穩(wěn)定性分析和動(dòng)力分析三大類，可以寫為：

整體分析

靜力分析

局部分析斜拉橋的分析穩(wěn)定性分析

抗震分析

動(dòng)力分析

抗風(fēng)分析第三章斜拉橋的計(jì)算

第三章斜拉橋的計(jì)算1．靜力方面特點(diǎn)對(duì)梁橋結(jié)構(gòu)：如果尺寸、材料、二期結(jié)構(gòu)自重確定以后，結(jié)構(gòu)重力引起的內(nèi)力隨之確定；對(duì)斜拉橋：首先確定合理的成橋狀態(tài)，其中最主要確定斜拉索初張力（大跨斜拉橋拉索初張力占整個(gè)索力80%以上）。

斜拉橋靜力分析分為三步：1）確定成橋的理想狀態(tài)，即確定成橋階段的索力、主梁內(nèi)力、位移和橋塔內(nèi)力。2）按照施工過程、方法和計(jì)算需要?jiǎng)澐质┕るA段。第三章斜拉橋的計(jì)算3）確定施工階段的理想狀態(tài)，經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)試、計(jì)算，才可達(dá)到成橋階段的理想狀態(tài)。2．動(dòng)力方面斜拉橋扭轉(zhuǎn)和彎曲振型耦合在一起，動(dòng)力分析時(shí)宜采用空間計(jì)算模型。地震頻繁地區(qū)在初設(shè)階段就考慮地震作用。

第三章斜拉橋的計(jì)算第二節(jié)斜拉橋索力調(diào)整理論斜拉索的索力是可以調(diào)整的；拉索能主動(dòng)施加平衡外荷載的初張力，改變主梁受力條件；在作用效應(yīng)組合時(shí)，拉索對(duì)主梁提供彈性支承，主梁相當(dāng)于彈性支承連續(xù)梁。

第三章斜拉橋的計(jì)算斜拉橋在施工中結(jié)構(gòu)體系不斷轉(zhuǎn)換，確定拉索的初張力、體系完成后的二次張拉索力，達(dá)到設(shè)計(jì)理想狀態(tài)決非易事，為此要調(diào)索。調(diào)索方法主要有：剛性支承連續(xù)梁法、零位移法、倒拆和正裝法、無應(yīng)力狀態(tài)控制法、內(nèi)力平衡法等。第三章斜拉橋的計(jì)算一、剛性支承連續(xù)梁法原理：結(jié)構(gòu)在成橋狀態(tài)下，由重力產(chǎn)生的內(nèi)力和以拉索錨固點(diǎn)為主梁支點(diǎn)的剛性支承連續(xù)梁的內(nèi)力狀態(tài)一致。根據(jù)連續(xù)梁的支承反力確定斜拉索的初張力。

第三章斜拉橋的計(jì)算如果懸拼中采用一次張拉，則不可能達(dá)到剛性支承連續(xù)梁的彎矩分布，因?yàn)榭缰泻淆埗蔚膹澗嘏c一次張拉索力無關(guān)?？缰泻淆埗卧诙诮Y(jié)構(gòu)重力作用下將產(chǎn)生較大的正彎矩，為此需要進(jìn)行二次調(diào)索張拉。

二、零位移法通過索力調(diào)整，使成橋狀態(tài)下主梁和斜拉索交點(diǎn)的位移為零。對(duì)于采用滿堂支架一次落架的斜拉橋體系，零位移法計(jì)算結(jié)果與剛性支承連續(xù)梁法的結(jié)果基本一致。以上兩種方法適用于主跨和邊跨對(duì)稱或幾乎對(duì)稱的斜拉橋。第三章斜拉橋的計(jì)算三、倒倒拆和和正裝裝法斜拉橋橋通過過倒拆拆、正正裝交交替計(jì)計(jì)算，，確定定各施施工階階段的的安裝裝參數(shù)數(shù)（計(jì)算算施工工時(shí)張張拉索索力、、施工工時(shí)梁梁段標(biāo)標(biāo)高）），使結(jié)結(jié)構(gòu)逐逐步達(dá)達(dá)到預(yù)預(yù)定的的線形形和內(nèi)內(nèi)力狀狀態(tài)。。■倒拆法法與正正裝法法閉合的的關(guān)鍵鍵是砼砼收縮縮和徐徐變的的處理理。砼的的徐變變與結(jié)結(jié)構(gòu)形形成過過程有有密切切關(guān)系系，倒拆法法無法法進(jìn)行行徐變變計(jì)算算。■為了解決倒倒拆和正裝裝計(jì)算徐變變迭代問題題，第一輪輪倒拆計(jì)算算，不計(jì)砼砼收縮和徐徐變；進(jìn)行行正裝計(jì)算算，按施工工階段逐步步考慮砼收收縮和徐變變的影響，，并將各施施工階段的的收縮徐變變值存盤；；■再次進(jìn)行行倒拆計(jì)計(jì)算時(shí)，，采用上上一輪正正裝計(jì)算算階段的的砼收縮縮和徐變變值?！鋈绱朔磸?fù)復(fù)，直到到正裝和和倒拆的的計(jì)算結(jié)結(jié)果收斂斂到容許許的精度度。斜拉橋最最終恒載載受力狀狀態(tài)與施施工過程程密切相相關(guān)，根根據(jù)施工工方案劃劃分施工工階段，，確定各各施工階階段單元總數(shù)和施工荷載。。斜拉橋是分階階段施工，拉拉索也是分批批張拉，每個(gè)個(gè)施工階段單元數(shù)目不同，結(jié)結(jié)構(gòu)體系在不不斷轉(zhuǎn)化。第三節(jié)斜斜拉橋橋的平面面分析斜拉橋結(jié)結(jié)構(gòu)分析析最有效效方法是是有限元法法（FiniteElementMethod）。有限元分分析是建建立計(jì)算算模型，，對(duì)整體體結(jié)構(gòu)劃劃分單元和結(jié)點(diǎn)，形成結(jié)結(jié)構(gòu)離散散圖，用用合適的的單元模模型進(jìn)行行模擬。。在初設(shè)階階段采用用平面桿桿系計(jì)算算，可以以完成索索力調(diào)整整和可變變荷載作作用時(shí)的的內(nèi)力分分析。第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算1、結(jié)構(gòu)離散散2、單元?jiǎng)偠榷染仃?、整體剛度度矩陣4、約束處理理及方程程求解桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)靜力分分析的有有限單元元法結(jié)構(gòu)離散散工程上桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)按各桿軸軸線及外外力作用用線在空空間的位位置分為為平面桿系系和空間桿系系結(jié)構(gòu)。桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)可以由由桿單元、梁單元組成。鋼結(jié)構(gòu)橋橋梁埃埃菲爾爾鐵塔桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)結(jié)點(diǎn)載荷荷處理方方式(b)等效結(jié)點(diǎn)點(diǎn)載荷處處理方式式桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)離散化化示意圖圖將桿件作作為一個(gè)個(gè)單元，桿件與與桿件相相連接的的交點(diǎn)稱稱為結(jié)點(diǎn)。桿系結(jié)構(gòu)構(gòu)的離散散化的要要點(diǎn)參考考如下：：1.桿件的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)、、匯交點(diǎn)點(diǎn)、自由由端、集集中載荷荷作用點(diǎn)點(diǎn)、支承承點(diǎn)以及及沿桿長長截面突突變處等等均可設(shè)設(shè)置成結(jié)點(diǎn)。2.結(jié)構(gòu)中兩兩個(gè)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)間的每每一個(gè)等等截面直直桿可以以設(shè)置為為一個(gè)單元。坐標(biāo)系坐標(biāo)系示示意圖需要建立立一個(gè)對(duì)對(duì)每個(gè)單單元都適適用的局部坐標(biāo)標(biāo)系和統(tǒng)一坐標(biāo)標(biāo)系，即結(jié)構(gòu)構(gòu)坐標(biāo)系系或稱之之為整體坐標(biāo)標(biāo)系。局部坐標(biāo)標(biāo)系下的的平面梁單單元的單元?jiǎng)倓偠染仃囮?。單元的剛剛度矩陣陣平面桁架架的單元?jiǎng)倓偠染仃囮嚍槠矫媪簡螁卧膹膹木植孔鴺?biāo)系向向整體坐標(biāo)系的的轉(zhuǎn)換矩陣陣。建立整體體剛度矩矩陣載荷向量量示意圖圖整體剛度度矩陣是是由在整整體坐標(biāo)標(biāo)系下，，矩陣按按照結(jié)點(diǎn)點(diǎn)編號(hào)的的順序組組成的行行和列的的原則，，將全部部單元?jiǎng)倓偠染仃囮嚁U(kuò)展成成n×n方陣后對(duì)對(duì)號(hào)入座座疊加得得到。約束處理理及方程程求解建立結(jié)構(gòu)構(gòu)平衡方方程式時(shí)，并未未考慮支支承條件件（約束束），也也就是說說，將原原始結(jié)構(gòu)構(gòu)處理成成一個(gè)自自由懸空空的、存存在剛體體位移的的幾何可可變結(jié)構(gòu)構(gòu)。引入支承條件件，即對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)原始始平衡方方程式做做約束處理理。約束處處理后的的方程稱稱為基本平衡衡方程，統(tǒng)一記為為：計(jì)算示例例設(shè)兩桿的的桿長和和截面尺尺寸相同同，桿件長m。剛架受力力簡圖第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算斜拉橋計(jì)計(jì)算中的的若干問問題處理理：1．拉索的模模擬2．截面的處處理和應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算3．預(yù)應(yīng)力鋼鋼束的處處理4.溫度次內(nèi)內(nèi)力計(jì)算算5.徐變次內(nèi)力力計(jì)算1．拉索的模模擬只需將單元元抗彎慣矩矩取小。如如果需考慮慮索單元的的非線性，，在計(jì)算中中采用Ernst公式計(jì)入纜纜索垂度的的影響。第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算2．截面的處處理和應(yīng)力力計(jì)算對(duì)于箱形主主梁，程序序?qū)⒏鞣N不不同的構(gòu)件件截面等效效為工字型型截面。主梁剪力滯滯后效應(yīng)較較明顯，計(jì)計(jì)算應(yīng)力時(shí)時(shí)應(yīng)該考慮慮截面面積積和慣性矩矩的折減；；采用全截截面計(jì)算應(yīng)應(yīng)力是偏于于不安全。。第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算圖示箱梁在在計(jì)算應(yīng)力力時(shí)要采用用有效截面面特性計(jì)算算（考慮各各腹板附近近的頂板和和底板的有有效寬度）），可將箱箱梁等效為為幾個(gè)并列列的工字梁梁計(jì)算應(yīng)力力（空間計(jì)算算是需要））。3．預(yù)應(yīng)力鋼鋼束的處理理通常先根據(jù)據(jù)施工方法法確定預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失，，然后將預(yù)預(yù)應(yīng)力轉(zhuǎn)化化為等效荷荷載來計(jì)算算。求得預(yù)應(yīng)力力等效荷載載后，就和和其他荷載載相同方法法計(jì)算預(yù)應(yīng)應(yīng)力引起的的內(nèi)力和位位移，求得得的內(nèi)力為為最終綜合合內(nèi)力。也可以采用用降溫來來模擬施加加的預(yù)應(yīng)力力：第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算4.溫度次內(nèi)力力計(jì)算溫度效應(yīng)可可歸結(jié)為兩兩種情況：：年溫差；日日照溫差1）年溫差：：計(jì)算時(shí)以合合龍溫度為為起點(diǎn)，考考慮年最高高氣溫和最最低氣溫兩兩種不利情情況影響。。第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算2）日照溫差差：主梁上、下下緣，索塔塔左、右側(cè)側(cè)及拉索溫溫度變化量量均是不同同的，一般般情況下，，索塔左右右側(cè)的日照照溫差均取取±5℃，其間溫度度梯度按線線性分布。。拉索與主梁梁、索塔間間的溫差取取±10℃～±15℃。溫度效應(yīng)次次內(nèi)力的計(jì)計(jì)算過程：：求出外界溫溫度變化引引起的單元元等效結(jié)點(diǎn)點(diǎn)荷載向量量；將各單元的的結(jié)點(diǎn)荷載載向量轉(zhuǎn)換換為總體坐坐標(biāo)的結(jié)點(diǎn)點(diǎn)荷載；計(jì)算結(jié)構(gòu)因因溫度而產(chǎn)產(chǎn)生的結(jié)點(diǎn)點(diǎn)位移；求得各單元元桿端的內(nèi)內(nèi)力。第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算5.徐變次內(nèi)力力計(jì)算徐變是混凝凝土應(yīng)力不不變情況下下，應(yīng)變隨隨時(shí)間而增增長的現(xiàn)象象。彈性變變形與徐變變變形的總總和為：式中，是是混混凝土徐變變系數(shù)。目前橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)平面桿桿系分析程程序的功能能比較強(qiáng)，，可以完成成絕大多數(shù)數(shù)的平面分分析工作。。計(jì)算得到的的結(jié)果應(yīng)該該仔細(xì)檢查查，確保正正確。要求使用人人員具有較較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)分析能力力和工程實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。。對(duì)一些簡單單橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行手工工計(jì)算，以以加深對(duì)力力學(xué)概念和和設(shè)計(jì)規(guī)范范的理解。。第三章斜斜拉橋的計(jì)計(jì)算*第四節(jié)斜斜拉索的空空間分析*第五節(jié)斜斜拉橋的的穩(wěn)定性分分析及局部部應(yīng)力計(jì)算算*第六節(jié)斜斜拉橋的的抗震計(jì)算算*第七節(jié)斜斜拉橋的的抗風(fēng)計(jì)算算第三章斜斜拉橋橋的計(jì)算算第四節(jié)斜斜拉索索的空間間分析使用有限限元法進(jìn)進(jìn)行空間間分析時(shí)時(shí)，需要要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行空空間離散散。主梁被簡簡化為“魚骨梁”模型；斜拉索被被簡化為為空間桿桿單元；；橋塔被簡簡化為空空間梁單單元；在斜拉索索和主梁梁之間使使用主從從節(jié)點(diǎn)。。某大跨度度斜拉橋橋離散后后的結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算模模型斜拉橋的的動(dòng)力分分析主要要包括抗震和抗風(fēng)兩方面。。斜拉橋的的動(dòng)力特性性分析是研研究斜拉拉橋動(dòng)力力行為基基礎(chǔ)，其其自振特特性決定定其動(dòng)力力反應(yīng)特特性。由于空間間斜拉索索的存在在，對(duì)斜斜拉橋的的動(dòng)力分分析必須須采用三三維空間間模型。。第六節(jié)斜拉橋的的抗震分分析一、斜拉拉橋動(dòng)力力特性的的特點(diǎn)1．飄浮體體系斜拉拉橋是一一種長周周期結(jié)構(gòu)構(gòu)一般土木工程程結(jié)構(gòu)的的周期大大多在2s以內(nèi)，高高聳結(jié)構(gòu)構(gòu)的周期期也大多多在5s以內(nèi)，而而大跨度度斜拉橋橋的基本本周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過5s。如：南浦大橋橋縱向基基本周期期為9.24s，楊浦大大橋縱向向基本周周期為13.6s，南京長長江二橋橋縱向基基本周期期為13.4s。日本多多多羅大橋橋的基本本縱向周周期為7.216s，跨徑超超過1000m的超大跨跨度的斜斜拉橋，，其縱向向基本周周期將更更長。2．斜拉橋橋具有密密布的頻頻譜一般結(jié)構(gòu)構(gòu)在采用用振型疊疊加法時(shí)時(shí)只需要要取前幾幾階振型型即可得得到比較較滿意的的精度，，但對(duì)大大跨度斜斜拉橋而而言，在在10階或20階甚至更更高階的振型情情況下，，模態(tài)頻頻率仍然然處于地地震激勵(lì)勵(lì)有意義義的頻率率范圍之之內(nèi)，在在采用反反應(yīng)譜分分析其地地震反應(yīng)應(yīng)時(shí)，應(yīng)應(yīng)該取更更多的振振型參與與計(jì)算。。3．斜拉橋橋的大尺尺度效應(yīng)應(yīng)一般工程程地震響響應(yīng)分析析通常不不考慮地地震動(dòng)的的空間變變化，即即認(rèn)為其其受到的的地震激激勵(lì)是一一致激勵(lì)勵(lì)。大跨度斜斜拉橋各各支點(diǎn)之之間距離離通常與與地震波波的波長長具有同同樣的數(shù)數(shù)量級(jí)，，甚至超超過地震震波的波波長，這這使大跨跨度斜拉拉橋的各各支點(diǎn)激激勵(lì)因地地震動(dòng)的的空間變變化而不不同，而而這種非非一致的的激勵(lì)對(duì)對(duì)斜拉橋橋這類結(jié)結(jié)構(gòu)可能能是不利的。因而而在大跨跨度斜拉拉橋的地地震響應(yīng)應(yīng)分析時(shí)時(shí)，應(yīng)該該考慮非非一致激激勵(lì)的影影響。4.斜拉橋自自振特性性表現(xiàn)出出明顯的的三維性性和相互互耦合的的特點(diǎn)：主梁、橋橋塔、斜斜拉索和和下部基基礎(chǔ)之間間相互影影響，各各部分構(gòu)構(gòu)件的振振動(dòng)都會(huì)會(huì)影響全全橋的振振動(dòng)。斜拉橋大大多數(shù)是是自錨式式結(jié)構(gòu)，，適合在在較軟的的基礎(chǔ)上上修建，，地表層層的基本本周期與與上下部部結(jié)構(gòu)自自身的固固有周期期比較接接近，因因此各部部分耦合合振動(dòng)非非常明顯顯的。二、斜拉拉橋的地地震反應(yīng)應(yīng)分析地震荷載載作用下下的分析析方法可可以分為為反應(yīng)譜法法和動(dòng)力時(shí)程程分析。反應(yīng)譜法法簡單、明明了，但但是反應(yīng)應(yīng)譜分析析法是建建立在線線彈性分分析的基基礎(chǔ)上的的振型疊疊加法，，很難考考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)的多點(diǎn)點(diǎn)激勵(lì)、、非線性性響應(yīng)、、樁土耦耦合效應(yīng)應(yīng)等復(fù)雜雜問題。。中小橋梁的的設(shè)計(jì)可以以采用反應(yīng)應(yīng)譜法，但但大跨度橋橋梁采用時(shí)程分析方方法。用時(shí)程分分析法分析析斜拉橋，，可以考慮慮多點(diǎn)激勵(lì)勵(lì)、非線性性的影響以以及樁土耦耦合效應(yīng)等等問題，是是大跨度橋橋梁抗震分分析的重要要手段。上述是單自由度體體系地震荷荷載計(jì)算方方法。第一個(gè)因子子是結(jié)構(gòu)自重W；第二個(gè)因因子是地面面最大加速速度與重力力加速度的的比值，叫叫做地震系數(shù)，它與地震震時(shí)的烈度度有關(guān)。第第三個(gè)因子子是結(jié)構(gòu)最最大加速度度與地面最最大加速度度的比值，，叫做動(dòng)力系數(shù)。對(duì)于每一次次地震，可可以做出的的關(guān)系曲曲線，叫做做動(dòng)力系數(shù)反反應(yīng)譜曲線線。再根據(jù)國國內(nèi)外資料料得出的一一條平均的的動(dòng)力系數(shù)數(shù)反應(yīng)譜曲曲線如對(duì)某縱向向采用飄浮浮體系的斜斜拉橋輸入入地震波，一一維豎向輸輸入時(shí)橋塔塔的縱向位位移和主梁梁的豎向位位移如圖所所示。輸人的地震震波豎向位移時(shí)時(shí)程圖斜拉橋地震震反應(yīng)分析析方法1879年，英國的Tay橋受到風(fēng)的襲襲擊，85跨桁架中的的13跨墮入河中中之后，人人們對(duì)風(fēng)荷荷載的作用用才引起了了高度重視視。第七節(jié)斜斜拉橋的抗抗風(fēng)計(jì)算巴黎1889年萬國博覽會(huì)會(huì)，計(jì)劃興興建埃菲爾爾（Eiffel）鐵塔，由由著名工程程師埃菲爾爾著手進(jìn)行行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，并在1909年成立了風(fēng)力力研究所，，研究所中中設(shè)立的稱稱之為埃菲菲爾型風(fēng)洞洞。人們把風(fēng)對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的作作用仍只看看成是由風(fēng)風(fēng)壓產(chǎn)成的的靜力作用用。直至1940年，又發(fā)生了了一次風(fēng)毀毀橋梁的特特大事故，，才使人們們看到了風(fēng)風(fēng)對(duì)結(jié)構(gòu)物物的另一種種作用—風(fēng)致振動(dòng)。1940年美國西海岸岸華盛頓州州建成了中中央跨徑為853m，當(dāng)時(shí)世界界第三位的的塔科馬懸懸索橋，設(shè)設(shè)計(jì)風(fēng)速為為60m／s。然而卻在在19m／s的風(fēng)速襲擊擊下，產(chǎn)生生強(qiáng)烈扭曲曲振動(dòng)而遭遭破壞。這次事故震震驚了橋梁梁工程界，，經(jīng)過廣泛泛深入研究究，提出了了橋梁的風(fēng)致振動(dòng)問題?？梢砸哉f塔科馬馬橋的風(fēng)毀毀開辟了土土木工程界界考慮空氣氣動(dòng)力問題題的新時(shí)期期。人們?cè)谔幚砝盹L(fēng)對(duì)橋梁梁的作用時(shí)時(shí)，首先將將風(fēng)分成兩部部分：一部分假定定風(fēng)速在時(shí)時(shí)間和空間間上都是不不變的，稱稱此類風(fēng)為為平均風(fēng)（穩(wěn)定風(fēng)））；另一部分為為風(fēng)速在時(shí)時(shí)間和空間間上都是變變化的，稱稱之為脈動(dòng)風(fēng)（紊流風(fēng)）），包括風(fēng)風(fēng)本身的紊紊流和經(jīng)過過橋梁時(shí)引引起的紊流流。再把風(fēng)對(duì)橋梁梁的作用也也歸納為兩兩類：一類是風(fēng)的靜力作作用；另一類是風(fēng)的動(dòng)力作作用。1、風(fēng)對(duì)橋梁梁的靜力作用如果橋梁剛剛度很大，，在平均風(fēng)風(fēng)作用下，，橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)靜止不動(dòng)動(dòng)，或者雖雖有輕微振振動(dòng)，但不不影響空氣氣作用力，，只考慮定定常的（不不隨時(shí)間變變化的）空空氣作用力力稱為風(fēng)的的靜力作用用，這時(shí)垂垂直于橋梁梁的空氣作作用力可分分解為三個(gè)個(gè)分量，即即氣流方向向的阻力，，升力及扭扭轉(zhuǎn)力矩。。被稱為空空氣作用力力的三分力，與風(fēng)速、、橋梁斷面面形狀及風(fēng)風(fēng)對(duì)橋梁的的攻角等因因素有關(guān)。。2、風(fēng)對(duì)橋梁梁的動(dòng)力作作用如果橋梁是是柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)，風(fēng)的作作用力就可可能引起橋橋梁振動(dòng)，，而振動(dòng)的的橋梁反過過來又將改改變空氣的的作用力，，產(chǎn)生附加加氣動(dòng)力，，形成風(fēng)與橋橋梁之間相相互作用體體系，這時(shí)的反反應(yīng)，稱之之為風(fēng)對(duì)橋橋梁的動(dòng)力力作用。分

類現(xiàn)

象作

用

機(jī)

制靜力作用靜風(fēng)載引起的內(nèi)力和變形平均風(fēng)的靜風(fēng)壓產(chǎn)生的阻力、升力和力矩作用靜力不穩(wěn)定扭轉(zhuǎn)發(fā)散靜（扭轉(zhuǎn)）力矩作用橫向屈曲靜阻力作用動(dòng)力作用抖振（紊流風(fēng)響應(yīng)）限幅振動(dòng)紊流風(fēng)作用自激振動(dòng)渦

振旋渦脫落引起的渦激力作用馳

振單自由度發(fā)散振動(dòng)自激力的氣動(dòng)負(fù)阻尼效應(yīng)—阻尼驅(qū)動(dòng)扭轉(zhuǎn)顫振古典耦合顫振二自由度自激力的氣動(dòng)剛度驅(qū)動(dòng)風(fēng)對(duì)橋梁的的作用分類類1）顫振顫振是一種種危險(xiǎn)性的的自激發(fā)散散振動(dòng)，當(dāng)當(dāng)自然風(fēng)速速達(dá)到橋梁梁的顫振臨臨界風(fēng)速時(shí)時(shí)，自然風(fēng)風(fēng)給橋梁輸輸入的能量量大于橋梁梁本身的阻阻尼在振動(dòng)動(dòng)中所能耗耗散的能量量，導(dǎo)致振振幅逐步增增大直至最最后結(jié)構(gòu)破破壞。顫振振有扭轉(zhuǎn)顫振和彎扭耦合顫顫振兩種形式。。2.馳振馳振限于彎彎曲振動(dòng)體體系。冬季季高壓輸電電線上附著著的冰雪使使斷面變成成橢圓狀，，輸電線在在風(fēng)作用下下就會(huì)產(chǎn)生生長周期（（l～10s），大振幅幅（1～10m）的振動(dòng)，，這種振動(dòng)動(dòng)在垂直于于氣流方向向上的振動(dòng)動(dòng)，這就是是馳振。馳振是自激激發(fā)散振動(dòng)動(dòng)，使橋梁梁產(chǎn)生上下下舞動(dòng)的豎豎向彎曲振振動(dòng)，當(dāng)達(dá)達(dá)到臨界風(fēng)風(fēng)速時(shí)，橋橋梁振幅不不斷增大而而最終導(dǎo)致致破壞。馳振發(fā)生在在具有棱角角的方形成成接近方形形的矩形截截面結(jié)構(gòu)中中。例如斜斜拉橋矩形形截面的鋼塔架，在施工階階段就要考考慮可能產(chǎn)產(chǎn)生這種馳振現(xiàn)象。3.渦激共振1898年，斯脫拉拉哈爾（Strouhal）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，當(dāng)流體體統(tǒng)過圓柱柱體后，在在尾流中將將出現(xiàn)交替替脫落的漩漩渦。不僅僅是圓柱體體，其它鈍鈍體（方形形、矩形成成各種橋梁梁截面）受受到均勻流流作用時(shí)，，截面背后后周期性漩渦渦脫落將產(chǎn)生周期期變化的空空氣作用力力—渦激力，并且渦激激頻率與風(fēng)速V和鈍體截面面的迎風(fēng)高高度d之間有一定定的關(guān)系：：如果被繞流的物體體是一個(gè)振動(dòng)體系系，周期性的渦激激力將引起體