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山区非均匀风作用下大跨悬索桥的静风稳定分析与研究
| 论文题名： | 山区非均匀风作用下大跨悬索桥的静风稳定分析与研究 |
| 关键词： | 悬索桥;静风稳定性;平均风速;变形规律 |
| 摘要： | 随着西部建设的不断深入，越来越多的大跨桥梁横跨于山区峡谷之中。抗风性能是大跨度桥梁结构的安全指标之一，静风稳定性作为抗风性能的重要组成部分，其研究和分析的价值不言而喻。由于山区峡谷特殊的地形特征，导致风速沿桥跨呈非均匀分布。因此，分析非均匀风作用下大跨桥梁的静风失稳规律和机理，对山区桥梁建设乃至西部交通建设具有重要的意义。 本文在综合考虑静风失稳的非线性特征的前提下，利用大型有限元分析软件ANSYS，采用内外双层迭代—增量法，并利用某大跨桥梁所处山区平均风的数值模拟结果，编制了可用于分析非均匀风作用下大跨悬索桥静风稳定性的程序。文中以设计中的某山区大跨悬索桥为作为算例，利用所编制静风失稳非线性分析程序对该桥进行静风失稳全过程分析，揭示静风失稳发生之前桥梁结构随风速变形的规律;其次，本文通过对比，揭示了在均匀流和非均匀流作用下桥梁静风失稳在临界风速、失稳形态等方面的区别;再次，通过非均匀风速分布曲线形态的改变，研究了非均匀风速形态对桥梁静风失稳的影响;最后，通过改变初始风攻角，研究了初始风攻角对山区大跨桥梁静风失稳的影响。 研究结果表明，(1)在复杂地形和来流风向角的影响下，沿桥跨分布的横向平均风风速呈放大或缩小效应，因此静风失稳发生的可能性也因此有所改变(2)在非均匀风作用下，静风失稳发生时位移较大的区域逐渐由跨中向主跨两侧偏移。(3)不同形式的风速分布曲线使得局部失稳程度较高的区域发生变化，且改变了静风失稳发生时桥梁所需的平均风速水平。(4)初始风攻角的不同导致在增加风速的整个过程中主梁受到的三分力大小的不同、变形速率的不同，并最终导致静风失稳临界风速的改变以及峰值位移大小的改变。 |
| 作者： | 雷鸣 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 马存明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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