四千米级悬索桥新型结构体系研究
来源：中国血液净化杂志2023年第7期北京时间：
作者：吴明远, 廉向东, 张伟, 黄月超, 孙义斐, 白桦
单位：1. 中交公路规划设计院有限公司, 北京 100010;2. 广西交通投资集团有限公司, 广西 南宁 530022;3. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51978077)
摘要：悬索桥是目前跨越能力最大的桥型。随着跨径的进一步增大，其结构动力刚度将不断下降，导致结构抗风能力降低。研发满足结构受力以及抗风稳定性要求的加劲梁断面形式和新型悬索桥结构体系是四千米级悬索桥设计和建造的关键控制因素。为此，首先对采用层流抑振风嘴（V形风嘴、Y形风嘴）和新型紊流制振风嘴的钢箱梁断面开展了节段模型风洞试验，探讨了常规平面缆悬索桥的极限跨径；通过建立全桥三维杆系有限元模型，计算总结了结构扭转基频随跨径的变化规律，并研究了主缆矢跨比、主缆空间化、设置抗扭辅助索等措施对结构扭频的提升效果，提出推荐的新型悬索桥结构体系；最后基于已有结论对四千米级悬索桥进行概念设计。研究结果表明：根据“紊流制振”理论设计的新型加劲梁断面，在保证颤振检验风速80 m·s<sup>-1</sup>以上时可以使常规悬索桥跨径达到2 700 m；通过在主缆间设置抗扭索是一种较容易实现的提升大跨度悬索桥动力刚度的措施，此举可以使结构扭频提高47.5%；采用紊流制振风嘴钢箱梁断面及新型悬索桥结构体系的悬索桥，在保证颤振临界风速80 m·s<sup>-1</sup>的情况下主跨跨径可达4 000 m；通过增加抗风缆等结构措施，可以使悬索桥跨径进一步提高至6 000 m，这些优化措施为未来建造更大跨度的跨海桥梁工程提供了可能性。
关键词：桥梁工程,超大跨径悬索桥,风洞试验,紊流制振,有限元模型,颤振临界风速
基金资助：国家自然科学基金项目（51978077）
