橋梁抗風(fēng)與抗震

橋梁抗風(fēng)與抗震橋梁抗震1.1橋梁的震害及破壞機(jī)理調(diào)查與分析橋梁的震害及其破壞機(jī)理是建立正確的抗震設(shè)計(jì)方法，采取有效抗震措施的科學(xué)依據(jù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)橋梁震害的調(diào)查研究結(jié)果表明，橋梁震害主要表現(xiàn)為：(1)上部結(jié)構(gòu)的破壞：橋梁上部結(jié)構(gòu)本身遭受震害而被毀壞的情形不多，一般都是由于橋梁結(jié)構(gòu)的其他部位的毀壞而引起的。如落梁，一種是由于彈性設(shè)計(jì)理論采用毛截面剛度，這樣就會(huì)低估橫向地震作用和位移。導(dǎo)致活動(dòng)節(jié)點(diǎn)處所設(shè)置的支座長(zhǎng)度明顯不足以及相鄰梁體之間因橫向距離不足而引起的相互沖擊，造成落梁及相鄰結(jié)構(gòu)的撞擊破壞；另外一種是由于地基土的作用造成大的地震位移，這種橋梁震害主要發(fā)生在建在軟土或者可能液化的地基土上的橋梁上。軟土通常會(huì)使結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)放大，使得落梁的可能性增加。(2)支座連接部位的破壞：這中破壞比較常見(jiàn)，由于連接部位的破壞會(huì)引起力傳遞方式的變化，從而對(duì)結(jié)構(gòu)其他部位的抗震產(chǎn)生影響，進(jìn)一步加重震害。這種破壞是抗震設(shè)計(jì)中最關(guān)注的問(wèn)題之一。(3)下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的破壞：下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的嚴(yán)重破壞是引起橋梁倒塌，并在震后難以修復(fù)使用的主要原因。除了地基毀壞的情況，橋梁墩臺(tái)和基礎(chǔ)的震害是由于受到較大的水平地震力，瞬時(shí)反復(fù)振動(dòng)在相對(duì)薄弱的截面產(chǎn)生破壞而引起的，從大量震害實(shí)例來(lái)看，比較高柔的橋墩多為彎曲破壞，矮粗的橋墩多為剪切型破壞，介于兩者之間的為混合型。地基破壞主要表現(xiàn)為砂土液化，地基失效，基礎(chǔ)沉降和不均勻沉降破壞及由于其上承載力和穩(wěn)定性不夠，導(dǎo)致地面產(chǎn)生大變形，地層發(fā)生水平滑移，下沉，斷裂。(4)橋臺(tái)沉陷，當(dāng)?shù)卣鸺铀俣茸饔脮r(shí)，由于橋臺(tái)填土與橋臺(tái)是不完全固結(jié)的，橋臺(tái)填土的縱向土壓力增大，橋梁與橋臺(tái)之間的沖撞會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的被動(dòng)土壓力，造成橋臺(tái)有向橋跨方向移動(dòng)的趨勢(shì)。由于橋面的支撐作用，橋臺(tái)將發(fā)生以橋臺(tái)頂端為支點(diǎn)的豎向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致基礎(chǔ)破壞。如果橋臺(tái)基礎(chǔ)在液化土上，又將引起橋臺(tái)垂直沉陷，最終導(dǎo)致橋梁破壞。以上所介紹橋梁的幾種破壞形式是相互影響的，不同的地質(zhì)條件和不同的抗震措施所造成的破壞程度和類(lèi)型往往是不同的。這就要求我們?cè)跇蛄涸O(shè)計(jì)中尤其是不規(guī)則橋梁和大跨度橋梁，必須從整體分析橋梁的抗震性能。1.2抗震分析理論橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析應(yīng)以地震場(chǎng)地運(yùn)動(dòng)為依據(jù)。目前確定性的地震反應(yīng)分析方法有靜力法，動(dòng)力反應(yīng)譜法和動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法。靜力法假定結(jié)構(gòu)與地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)，把結(jié)構(gòu)在地面運(yùn)動(dòng)加速度作用下產(chǎn)生的慣性力視為靜力作用于結(jié)構(gòu)物上做抗震計(jì)算。動(dòng)力反應(yīng)譜法也是采用“地震荷載”的概念，從地震動(dòng)出發(fā)求結(jié)構(gòu)的最大地震反應(yīng)，但同時(shí)考慮了地面運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，比靜力法有很大進(jìn)步。反應(yīng)譜法概念簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，可用較少的計(jì)算量獲得結(jié)構(gòu)的最大反應(yīng)值。目前大多數(shù)分析軟件都能很好的處理反應(yīng)譜計(jì)算的問(wèn)題。但是反應(yīng)譜只是彈性范圍內(nèi)的概念，當(dāng)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下進(jìn)入塑性工作階段時(shí)即不能直接應(yīng)用。同時(shí)，地震作用是一個(gè)時(shí)間過(guò)程，但反應(yīng)譜方法只能得到最大反應(yīng)，不能反映結(jié)構(gòu)在地震動(dòng)過(guò)程中的經(jīng)歷。而且針對(duì)大跨橋梁不能忽視的行波效應(yīng)和多點(diǎn)激振都不能很好的考慮。故大跨度橋梁的方案設(shè)計(jì)階段，可以應(yīng)用反應(yīng)譜方法進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)以選擇一個(gè)較好的抗震體系，在加以修正。動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法從選定合適的地震動(dòng)輸入（地震動(dòng)加速度時(shí)程）出發(fā)，采用多節(jié)點(diǎn)多自由度的結(jié)構(gòu)有限元?jiǎng)恿τ?jì)算模型建立的地震動(dòng)方程，然后采用逐步積分法對(duì)方程進(jìn)行求解，計(jì)算地震過(guò)程中每一瞬時(shí)結(jié)構(gòu)的位移，速度和加速度反應(yīng)，從而分析出結(jié)構(gòu)在地震作用下彈性和非彈性階段的內(nèi)力變化以及構(gòu)件逐步開(kāi)裂，損壞直至倒塌的全過(guò)程。動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法可以使橋梁的抗震設(shè)計(jì)從單一的強(qiáng)度保證轉(zhuǎn)入強(qiáng)度，變形（延性）的雙重保證，同時(shí)使我們更清楚了解結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力破壞的機(jī)理。此外還有功率譜法，Push-over分析方法等，這些分析方法也日益引起人們的重視。1.3延性抗震和減隔震抗震設(shè)計(jì)(1)延性抗震所謂延性是指構(gòu)件或結(jié)構(gòu)具有承載能力不降低或基本不降低的塑性變形能力的一種性能，一般用延性比指標(biāo)來(lái)衡量。延性抗震不同與強(qiáng)度理論的是它通過(guò)選定結(jié)構(gòu)部位的塑性變形來(lái)抵抗地震作用，塑性作用一方面通過(guò)塑性變形來(lái)耗散地震能量，另一方面塑性鉸的出現(xiàn)使結(jié)構(gòu)周期延長(zhǎng)，從而減小地震產(chǎn)生的慣性力。延性抗震驗(yàn)算所采用的破壞準(zhǔn)則主要有：強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則，變形破壞準(zhǔn)則，能量破壞準(zhǔn)則，基于低周期疲勞特征的破壞準(zhǔn)則以及用最大變形和滯回耗能來(lái)表達(dá)的雙重指標(biāo)破壞準(zhǔn)則等。強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則應(yīng)用比較廣泛，隨著抗震研究的發(fā)展，人們逐步認(rèn)識(shí)到強(qiáng)度條件并不能恰當(dāng)?shù)挠泻苊黠@的好處。減震、隔震的基本原理：1.采用柔性支撐以增加結(jié)構(gòu)的周期，減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。2.采用阻尼器式能量耗散元件，以減小柔性支承處的相對(duì)位移。3.在使用荷載作用下結(jié)構(gòu)具有足夠的剛性。減隔震的基本原理可以用能量的觀點(diǎn)來(lái)理解。減、隔震結(jié)構(gòu)在任意時(shí)刻的能量方程為:Ein=Eve+Ec+Ep+Ei。式中Ein為地震輸入到結(jié)構(gòu)中的總能量;Eve為結(jié)構(gòu)的動(dòng)能與彈性勢(shì)能之和;Ec為結(jié)構(gòu)的自身阻尼耗能;Ep為結(jié)構(gòu)的彈塑性變形耗能;Ei為減隔震裝置的耗能。減隔震的原理可以認(rèn)為減隔震裝置比結(jié)構(gòu)率先進(jìn)入塑性階段,利用自身消耗大量的能量,從而減小結(jié)構(gòu)自身的耗能與塑性耗能,減輕結(jié)構(gòu)的損傷破壞。減隔震技術(shù)設(shè)計(jì)原則：采用減隔震技術(shù)可以有效地提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力。在設(shè)計(jì)時(shí)要分析其適用條件，正確選擇、合理布置減隔震裝置，并重視細(xì)部構(gòu)件和構(gòu)造的合理設(shè)計(jì)，以確保減隔震設(shè)計(jì)的效果。減隔震技術(shù)并不是適合應(yīng)用于各種情況。場(chǎng)地比較軟弱、不穩(wěn)定、或延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)周期后容易發(fā)生共振等情況,不宜使用隔震技術(shù)。因此,在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)之前需要判斷該橋是否適合采用隔震技術(shù)。經(jīng)研究表明,只要滿足下面任何一項(xiàng)件,就可以嘗試采用隔震技術(shù)進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。(1)地震波的角度:適用于能量集中于高頻的波。(2)結(jié)構(gòu)的角度:橋梁是高度不規(guī)則的,例如相鄰橋墩的高度顯著不同,因而可能存在對(duì)某個(gè)墩延性要求很高的情況。橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度不均勻，引入減隔震裝置可調(diào)節(jié)各橋墩剛度，避免剛度較大橋墩承擔(dān)很大慣性力的情況。(3)場(chǎng)地的角度:對(duì)于給定的場(chǎng)地,預(yù)期地面運(yùn)動(dòng)特性比較明確,具有較高的卓越頻率和在長(zhǎng)周期范圍內(nèi)所含能量較低。在進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將重點(diǎn)放在提高耗散能力和分散地震力上，不能過(guò)分追求加長(zhǎng)周期。應(yīng)選用作用機(jī)制簡(jiǎn)單的減隔震裝置，并在其力學(xué)性能明確的范圍內(nèi)使用。另外，減隔震裝置不僅要能減震耗能，還應(yīng)滿足正常運(yùn)營(yíng)荷載的承載要求。具體有以下要求:在不同水準(zhǔn)地震作用下，減隔震支座都應(yīng)保持良好的豎向荷載支承能力；減隔震裝置應(yīng)具有較高的初始水平剛度，使得橋梁在風(fēng)荷載、制動(dòng)力等作用下不發(fā)生過(guò)大的變形和有害的振動(dòng)；當(dāng)溫度、徐變等引起上部結(jié)構(gòu)緩慢的伸縮變形時(shí)，減隔震支座產(chǎn)生的抗力比較低；減隔震裝置應(yīng)具有較好的自復(fù)位能力。減隔震裝置常布置在橋墩頂部，起降低上部結(jié)構(gòu)慣性力的作用或布置在橋墩底部，能較大幅度降低整個(gè)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)。同時(shí)，在減隔震設(shè)計(jì)中，要使減隔震裝置充分發(fā)揮減震耗能的作用，必須使非彈性變形和耗能主要集中在減隔震裝置。為了使大部分變形集中于減隔震裝置，不僅要使減隔震裝置的水平剛度遠(yuǎn)低于橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ)的剛度，還要避免橋墩屈服先于減隔震裝置屈服.另外，構(gòu)造措施對(duì)減隔震橋梁的動(dòng)力特性和抗震性能有重要影響。在減隔震設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分注意構(gòu)造細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，并對(duì)施工質(zhì)量給予明確規(guī)定。減隔震技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各類(lèi)橋梁結(jié)構(gòu)中,可以根據(jù)結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn),采用在不同的位置設(shè)置不同的減隔震裝置,來(lái)提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。但是,正如前面所講,并非所有情況都適合采用減隔震技術(shù),對(duì)于不同的場(chǎng)地條件、不同的地震波,各種減隔震裝置的減震效果也不一樣。因此,在進(jìn)行地震分析時(shí),應(yīng)該根據(jù)具體情況,經(jīng)過(guò)具體分析確定采用合適的減隔震裝置,來(lái)達(dá)到減隔震目的。根據(jù)阻尼特性的不同,阻尼器可以分為滯變阻尼器與粘滯阻尼器兩大類(lèi)。滯變阻尼器效果與結(jié)構(gòu)反應(yīng)位移有關(guān),而粘滯阻尼器效果與結(jié)構(gòu)反應(yīng)的速度有關(guān)。當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)置阻尼器時(shí),由于沒(méi)有相對(duì)充分的變形與速度,使得阻尼器的耗能作用發(fā)揮不明顯,這時(shí)就需要改變結(jié)構(gòu)阻尼器的布置方式來(lái)提高阻尼器的作用,關(guān)于如何通過(guò)布置阻尼器來(lái)提高阻尼器的作用效果還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。組合隔震裝置的研究越來(lái)越受到大家的關(guān)注,但是如何合理的確定組合隔震裝置各自參數(shù),使減隔震裝置系統(tǒng)在不同水平的地震作用下處于不同的工作狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)多級(jí)的性能指標(biāo)的目的,還有待進(jìn)一步的研究。橋梁抗風(fēng)2.1風(fēng)對(duì)橋梁的作用(1)風(fēng)的靜力作用當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度較大因而幾乎不振動(dòng)，或結(jié)構(gòu)即使有輕微振動(dòng)但不顯著影響氣流經(jīng)過(guò)橋梁的繞流形態(tài)，因而不影響氣流對(duì)橋梁的作用力，此時(shí)風(fēng)對(duì)橋梁的作用可以近似看作為一種靜力荷載即風(fēng)的靜力作用。風(fēng)的靜力作用指風(fēng)速中由平均風(fēng)速部分施加在結(jié)構(gòu)上的靜壓產(chǎn)生的效應(yīng)。我們可分為順風(fēng)向風(fēng)力、橫風(fēng)向風(fēng)力和風(fēng)扭轉(zhuǎn)力矩。它們通常被稱(chēng)為氣流作用力的三分力，風(fēng)速、橋梁斷面形狀及風(fēng)對(duì)橋梁的攻角等因素有關(guān)。在順風(fēng)平均風(fēng)的作用下，結(jié)構(gòu)上的風(fēng)壓值不隨時(shí)間發(fā)生變化，作用于橋梁上的風(fēng)力可能來(lái)自任一方向，其中橫橋向水平風(fēng)力最為危險(xiǎn)，是主要的計(jì)算對(duì)象。它所造成的橋梁破壞的特點(diǎn)主要是強(qiáng)度破壞或過(guò)大的結(jié)構(gòu)變形。在橋梁的靜風(fēng)作用分析中，通常將風(fēng)荷載換算成靜力風(fēng)荷載，作用在主梁、塔、纜索、吊桿等橋梁構(gòu)件上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析。橋梁載靜力荷載作用下有可能發(fā)生強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題。如現(xiàn)行橋梁規(guī)程中所規(guī)定的那樣，主要考慮橋梁在側(cè)向風(fēng)荷載作用下的應(yīng)力和變形，另外對(duì)于升力較大的情況，也需要考慮豎向升力對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。對(duì)于柔性較大的特大跨度橋梁，則還需要考慮側(cè)向風(fēng)荷載作用下主梁整體的橫向屈曲，其發(fā)生機(jī)制類(lèi)似于橋梁的側(cè)向整體失穩(wěn)向題以及在靜力扭轉(zhuǎn)力矩作用下主梁扭轉(zhuǎn)引起的附加轉(zhuǎn)角所產(chǎn)生的氣動(dòng)力矩增量超過(guò)結(jié)構(gòu)抗力矩時(shí)出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象。(2)風(fēng)的動(dòng)力作用大跨度橋梁，尤其是對(duì)風(fēng)較為敏感的大跨度懸索橋和斜拉橋，除需要考慮靜風(fēng)荷載的作用之外，更主要考慮風(fēng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用。其中對(duì)橋梁的動(dòng)穩(wěn)定性研究尤為重要。顫振和抖振是橋梁最主要的兩種動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題。風(fēng)的動(dòng)力作用指橋梁結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的空氣彈性動(dòng)力響應(yīng)，它一般可分為兩大類(lèi):第一類(lèi)，自激振動(dòng)。在風(fēng)的作用下，由于結(jié)構(gòu)振動(dòng)對(duì)空氣的反饋?zhàn)饔茫駝?dòng)的結(jié)構(gòu)從空氣中汲取能量，產(chǎn)成一種自激振動(dòng)機(jī)制，如顫振、弛振和渦激振動(dòng)。若顫振和弛振達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，將出現(xiàn)危險(xiǎn)性的發(fā)散狀態(tài)。第二類(lèi)，強(qiáng)迫振動(dòng)。結(jié)構(gòu)在紊流脈動(dòng)風(fēng)作用下的一種有限振幅的隨機(jī)強(qiáng)迫振動(dòng)，由于脈動(dòng)風(fēng)的隨機(jī)性質(zhì)，這種由陣風(fēng)帶的脈動(dòng)風(fēng)譜引起的隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)(陣風(fēng)響應(yīng))稱(chēng)為抖振。渦激振動(dòng)雖然帶有自激性質(zhì)，但它和顫振或馳振的發(fā)散性振動(dòng)現(xiàn)象不同，其振動(dòng)響應(yīng)是一種限幅的強(qiáng)迫振動(dòng)，故該類(lèi)振動(dòng)具有兩重性。此外，大跨徑斜拉橋中的長(zhǎng)拉索在風(fēng)雨共現(xiàn)氣候條件下發(fā)生的所謂風(fēng)雨振現(xiàn)象，常常引發(fā)拉索的大幅振動(dòng)，有時(shí)還會(huì)激起橋面的振動(dòng)，對(duì)橋梁的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。2.2風(fēng)致振動(dòng)(1)顫振對(duì)照旋渦脫落現(xiàn)象,振動(dòng)的橋梁從流動(dòng)的風(fēng)中吸收能量,由此引起的不穩(wěn)定被稱(chēng)為自激振動(dòng)或顫振。顫振是一種危險(xiǎn)性的自激發(fā)散振動(dòng)，其特點(diǎn)是當(dāng)達(dá)到臨界風(fēng)速時(shí),振動(dòng)著的橋梁通過(guò)氣流的反饋?zhàn)饔枚粩嗟貜臍饬髦蝎@得能量,而該能量又大于結(jié)構(gòu)阻尼所能耗散的能量,從而使振幅增大形成一種發(fā)散性的振動(dòng)。對(duì)于近流線型的扁平斷面可能發(fā)生類(lèi)似機(jī)翼的彎扭耦合顫振。對(duì)于非流線型斷面則容易發(fā)生分離流的扭轉(zhuǎn)顫振。由于流動(dòng)的風(fēng)對(duì)斷面的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一種負(fù)阻尼效應(yīng),當(dāng)達(dá)到臨界風(fēng)速時(shí),空氣的負(fù)阻尼將克服結(jié)構(gòu)自身的正阻尼,從而導(dǎo)致振動(dòng)的發(fā)散。橋梁發(fā)生何種顫振與主梁截面的氣動(dòng)外形有這密切關(guān)系，通常來(lái)講，主梁截面的流線性越好，氣動(dòng)穩(wěn)定性越好。因此，在大跨度橋梁的初步設(shè)計(jì)階段，有必要對(duì)主梁截面進(jìn)行比選或通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)基本截面進(jìn)行優(yōu)化，以保證結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)安全性。值得指出的是，同一主梁截面在施工狀態(tài)和成橋狀態(tài)，在來(lái)流的不同情況下所發(fā)生的顫振形態(tài)也有所不同。對(duì)于扁平截面箱梁，施工階段在水平來(lái)流條件下繞流較為平順，通常發(fā)生的是彎扭藕合顫振，但在成橋狀態(tài)安轉(zhuǎn)了欄桿和隔離防欄后，則可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)顫振。同樣，當(dāng)來(lái)流具有一定夾角，截面在垂直于風(fēng)向平面內(nèi)的投影面積增大，因而使主梁鈍化，也有可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)顫振。顫振會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)發(fā)散性失穩(wěn)破壞。盡管顫振是橋梁風(fēng)致振動(dòng)中最具危害性的現(xiàn)象，但只有精心分析與設(shè)計(jì),輔以風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并采用提高主梁截面抗扭剛度等措施來(lái)提高顫振臨界風(fēng)速，就能避免這類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生。(2)弛振弛振是具有特殊橫斷面的細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物典型的不穩(wěn)定性振動(dòng)，在一定條件下沿橫風(fēng)向會(huì)出現(xiàn)大幅度振蕩，一般發(fā)生在具有棱角的方形或接近方形的矩形截面結(jié)構(gòu)中。根據(jù)來(lái)流的不同，弛振一般可分為橫流弛振和尾流弛振。結(jié)構(gòu)是否可能發(fā)生馳振，主要取決于結(jié)構(gòu)橫截面的外形。橫風(fēng)向弛振是由體軸升力曲線的負(fù)斜率所引起的發(fā)散振動(dòng)；尾流弛振是一結(jié)構(gòu)處于另一結(jié)構(gòu)的尾流中由紊流尾流誘導(dǎo)產(chǎn)生的振動(dòng)。橫流弛振是由升力曲線(或升力矩曲線)的負(fù)斜率所引起的發(fā)散性自激振動(dòng)。這種負(fù)斜率使得振動(dòng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)位移始終與空氣力的方向相一致，從而源源不斷地吸收能量，造成類(lèi)似顫振的不穩(wěn)定振動(dòng)。橫流弛振一般發(fā)生在具有棱角的非流線型截面的柔性輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中，懸吊體系橋梁結(jié)構(gòu)中的拉索和吊桿最有可能發(fā)生橫流弛振。橫流馳振研究中最常用的方法是DenHartog提出的單自由度線性弛振理論。根據(jù)這一理論，DenHar-tog提出了結(jié)構(gòu)弛振失穩(wěn)的判據(jù)。此外，Parkin-son提出了單自由度非線性弛振理論，Blevins建立了兩自由度非線性弛振理論。當(dāng)后一結(jié)構(gòu)處于前一結(jié)構(gòu)的尾流中時(shí),后一結(jié)構(gòu)由于受到前一結(jié)構(gòu)波動(dòng)尾流的激發(fā)而引起的振動(dòng)稱(chēng)為尾流弛振。尾流弛振可以發(fā)生在包括流線型(圓形)截面在內(nèi)的任意形式截面的結(jié)構(gòu)中。與橫流弛振相比，尾流弛振研究成果較少，一般采用Simpson尾流弛振分析方法。(3)渦振風(fēng)經(jīng)過(guò)各種形狀斷面的鈍體結(jié)構(gòu)時(shí)，在其斷面背后產(chǎn)生漩渦的交替脫落，產(chǎn)生交替變化的渦激力而引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)稱(chēng)為渦激共振。渦激振動(dòng)兼有自激振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)的性質(zhì)，它是一種發(fā)生在較低風(fēng)速區(qū)內(nèi)的有限振幅振動(dòng)。對(duì)渦激振動(dòng)響應(yīng)的分析，通常采用升力振子模型、經(jīng)驗(yàn)線性模型和經(jīng)驗(yàn)非線性模型等來(lái)研究。(4)抖振抖振是由短周期的脈動(dòng)風(fēng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)。根據(jù)紊流產(chǎn)生原因的不同,抖振又分為來(lái)流抖振和尾流抖振。來(lái)流抖振是指由來(lái)流紊流引起的抖振問(wèn)題,而尾流抖振是指施加非定常荷載的來(lái)流速度脈動(dòng)明顯與上游物體尾流中脫出的紊流有關(guān)。實(shí)際上，橋梁結(jié)構(gòu)中最為常見(jiàn)的是大氣紊流成分引起的抖振。結(jié)構(gòu)的抖振雖然是限幅的隨機(jī)強(qiáng)迫振動(dòng)，但由于誘發(fā)抖振的風(fēng)速較低，過(guò)大的抖振響應(yīng)還將導(dǎo)致構(gòu)件較大變形以及結(jié)構(gòu)局部疲勞，同時(shí)會(huì)引起行人或行車(chē)的不舒適。抖振分析業(yè)已成為橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。(5)拉索的風(fēng)致振動(dòng)隨著斜拉橋跨徑的增大，斜拉索的風(fēng)致振動(dòng)也越來(lái)越引起橋梁工程界的廣泛關(guān)注。斜拉索風(fēng)振不僅由于振動(dòng)產(chǎn)生交變應(yīng)力，引起斜拉索疲勞損傷，而且會(huì)使拉索根部的鋼護(hù)管產(chǎn)生疲勞破壞，護(hù)管封口松動(dòng)，導(dǎo)致錨頭等處積水，加速拉索腐蝕，最終大大縮短斜拉索使用壽命。拉索風(fēng)致振動(dòng)的機(jī)理很多，現(xiàn)認(rèn)識(shí)到的有以下幾種：(1)渦激振動(dòng)。當(dāng)風(fēng)流經(jīng)圓形的拉