[发明专利]一种大跨度平行双幅桥梁静风稳定分析方法

权利要求书

1.一种大跨度平行双幅桥梁静风稳定分析方法，所述平行双幅桥梁包括相互平行的上游桥梁和下游桥梁，其特征在于，包括以下步骤：

1)、首先识别出上游桥梁主梁断面的静三分力系数；

2)、建立上游桥梁的有限元模型，并在自重作用下非线性求解；

3)、提取上游桥梁的主梁单元扭转角，计算该状态下的静三分力系数，此时，主梁的有效攻角均等于初始攻角α₀；

4)、设定初始风速V₀和风速步长ΔV，当前风速V_i＝V₀，并设定迭代次数上限N_max；

5)、计算上游桥梁的主梁各单元的有效攻角α，然后提取上游桥梁主梁各单元的静三分力系数，所述静三分力系数包括在有效攻角α下主梁的阻力系数、升力系数和升力矩系数；

6)、在当前风速V_i下，计算作用在主梁单位长度的横向风荷载P_H、竖向风荷载P_V和扭转力矩P_M，其中，横向风荷载P_H、竖向风荷载P_V和扭转力矩P_M的具体表达式如下：

P_H＝ρV_i²C_H(α)h/2

P_V＝ρV_i²C_V(α)b/2

P_M＝ρV_i²C_M(α)b²/2

式中，C_H(α)、C_V(α)和C_M(α)分别表示在有效攻角α下主梁的阻力系数、升力系数和升力矩系数；h和b分别表示主梁的侧向投影高度和宽度；ρ为空气密度；V_i为当前风速；

7)、在上游桥梁的主梁各单元上施加静风荷载，进行桥梁结构几何非线性求解，获得上游桥梁的主梁各单元扭转角θ_i，根据下式判断主梁各单元扭转角θ_i的欧几里得范数是否小于等于允许值ε_k：

{Σj=1Na(θi-θi-1)2Σj=1Naθi-12}1/2≤ϵk]]>

式中，N_a为主梁的单元总数；θ_i为上游桥梁的主梁各单元扭转角；i为当前荷载步编号；j为梁单元序号；ε_k为允许值；

8)、如果欧几里得范数大于允许值ε_k，则重复步骤5)-7)；如果迭代次数达到迭代次数上限N_max，则当前风速难以收敛，此时令当前风速V_i+1＝V_i-ΔV，然后缩短风速步长，返回步骤5)，重复步骤5)-7)；如果风速步长小于预定值，则计算结束；如果欧几里得范数小于允许值ε_k，则当前风速计算结果收敛，输出计算结果，其中，计算结果中包括桥梁结构变形参数，此时令当前风速V_i+1＝V_i+ΔV，重复步骤5)-7)；

9)、根据步骤8)得到的计算结果，得到静风失稳临界风速。