【摘 要】
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受地形地貌限制或为满足桥头两端线形连接要求,有时需采用曲线斜拉桥。由于曲线斜拉桥空间结构线形复杂,对风荷载作用较为敏感,而相关的研究较少。本文结合实际工程,以某S形曲线斜拉桥为对象,对其风振效应进行研究,具体研究内容及相关结论如下:(1)采用CFD数值模拟方法,设置-5°、-3°、0°、+3°、+5°五类风攻角工况,在FLUENT中求解S形曲线斜拉桥主梁静三分力系数。结果显示,主梁升力系数与扭矩系
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受地形地貌限制或为满足桥头两端线形连接要求，有时需采用曲线斜拉桥。由于曲线斜拉桥空间结构线形复杂，对风荷载作用较为敏感，而相关的研究较少。本文结合实际工程，以某S形曲线斜拉桥为对象，对其风振效应进行研究，具体研究内容及相关结论如下：
(1)采用CFD数值模拟方法，设置-5°、-3°、0°、+3°、+5°五类风攻角工况，在FLUENT中求解S形曲线斜拉桥主梁静三分力系数。结果显示，主梁升力系数与扭矩系数随着风攻角增加，两者逐渐增大。阻力系数则随风攻角绝对值增加系数随之增大，当风攻角为0°时最小；
(2)在ANSYS中建立全桥梁单元模型，对曲线斜拉桥进行模态分析，分析其自振频率和振型。基于风速增量法运用ANSYS对S形曲线斜拉桥非线性静风失稳的全过程进行模拟，判断静风失稳临界风速，并与抗风规范经验公式计算值进行对比，迭代求解值小于规范公式计算值，证明对曲线斜拉桥的非线性静风失稳全过程模拟更加偏于安全；
(3)在ANSYS中建立全桥板壳单元模型，对曲线斜拉桥进行静阵风荷载加载，采用控制变量法，分别分析曲线斜拉桥在不同风速大小、不同方向风向角以及不同风攻角作用下的结构位移响应。结果显示，桥梁结构位移随风速增加呈现非线性变化，并随风攻角增加，结构位移增大，同时桥梁对横桥向风最为敏感；
(4)选择Davenport脉动风谱，采用MATLAB对桥位处脉动风场进行数值仿真，在ANSYS中编制脉动风加载程序，分析S形曲线斜拉桥在脉动风作用下的结构抖振响应，求解斜拉桥在不同风速大小、不同方向风向角以及不同角度风攻角下的位移响应RMS值，并与静阵风荷载作用下的位移值进行对比分析，结果表明，考虑脉动风影响曲线斜拉桥抖振响应变化规律与静阵风荷载作用下的位移变化规律基本一致。
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