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原文传递大跨度连续梁桥动力特性分析

论文题名：	大跨度连续梁桥动力特性分析
关键词：	连续梁桥;风荷载;风致振动;粘滞阻尼器;大涡模拟;抗震设计
摘要：	近几十年来桥梁工程在我国得到了快速的发展，连续梁桥由于其自身的优点而得到了广泛的应用。大跨度续连续梁桥在最大施工悬臂阶段结构刚度小于成桥状态，在风荷载作用下可能发生较大振幅的风致振动，有必要对最大悬臂施工阶段进行抗风分析。另外我国是地震灾害较为严重的国家，一旦发生地震，结构可能遭受损坏或者倒塌，需要对结构进行抗震设计。本文以大连市普湾新区跨海大桥为对象，对其进行了抗风和抗震研究，本文主要的的工作和结论如下: 　　(1)简单介绍了构自振特性的分析方法，对普湾大桥的成桥状态和最大悬臂施工状态的自振特性进行了分析计算，得到了前十阶阵型，为进一步的抗风和抗震研究打下基础。　　(2)按照规范反应谱法和时程分析法对跨海大桥进行了抗震分析，并对比研究这两种抗震设计方法。　　(3)简述了粘滞阻尼器的耗能原理和恢复力模型，并采用粘滞阻尼器对本桥进行减震设计研究，结果表明粘滞阻尼器有效地消耗地震输入能，减小结构地震响应。　　(4)基于CFD技术，对普湾大桥的周围绕流场进行了三维非定常数值模拟，研究了海平面干扰下的主梁气动特性，结果表明由于普湾大桥主梁距离海平面较小，海平面对主梁周围的流场有强烈的干扰作用，大幅增加了主梁断面三分力系数的脉动值，而对三分力系数的平均值影响较小。同时基于模拟得到的流场分布对计算结果进行了原理分析。　　(5)模拟了湍流风场下普湾大桥的非定常绕流场，计算结果表明湍流风场对主梁平均阻力系数和平均扭矩系数无明显影响，增大了平均升力系数;湍流风场均在一定程度上增大了三分力系数的脉动值。　　(6)实现了联合运用数值模拟技术和结构有限元计算对普湾大桥风振响应的协同分析，结果表明非稳态时域分析得到的最大悬臂端位移响应峰值明显比仅仅考虑静风荷载要大，脉动风对结构动力响应的影响是不能够忽略的。　　(7)通过数值模拟得到风荷载作用下桥面风速比分布，可以看出风速会在距离桥面2～3m左右位置的流场分离剪切层位置发生突变，从而导致车辆行驶过程中产生较大的侧倾力矩，这对行车安全是极为不利，应予以重视。
作者：	赵大永
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	石磊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文