泰州大桥：环境温度对三塔两跨悬索桥静动力特性显著影响

本篇论文深入探讨了环境温度对三塔两跨悬索桥结构静动力特性的影响，以泰州大桥作为研究对象。作者从Euler-Bernoulli梁理论出发，分析了杆件单元在温度变化下的内力变化，进而推导出动力特性分析中的等效刚度表达式。通过对温度变化后的大跨桥梁进行静力分析，计算出各构件单元内力的增量，以此为基础计算温度变化对动力特性的修正。论文利用ANSYS软件的二次开发功能，定制了宏命令和分析模块，对整个结构的温度变化效应进行了详细研究。 研究结果显示，环境温度对泰州大桥的静动力特性有显著影响，且温度与大桥自振频率之间存在明显的反比关系。这意味着随着温度上升，自振频率可能会下降，反之亦然。这种现象在大跨桥梁如悬索桥的试验模态分析和结构损伤识别中具有重要意义，因为环境温度的变化可能会掩盖或混淆结构内部的真实状态。 在大跨度桥梁设计和维护中，必须考虑到环境温度的影响，尤其是在模态参数估计、结构稳定性评估以及健康监测中。例如，孙君等人曾对润扬大桥悬索桥的模态频率与温度之间的关系进行了研究，通过实测数据的季节相关性分析，他们使用多项式模型来描述高阶模态频率随温度的变化规律，并通过统计方法识别可能的异常频率变化。 通过泰州大桥的案例，作者展示了如何在实际工程中应用数值模拟工具如ANSYS，以定量地理解和预测温度变化对桥梁性能的影响。这为桥梁工程师提供了重要的设计和维护依据，强调了在现代桥梁工程中，环境因素，特别是温度，不能被忽视，需要纳入综合考虑的范畴。