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大跨径非对称支撑悬索桥静风稳定性分析
| 论文题名： | 大跨径非对称支撑悬索桥静风稳定性分析 |
| 关键词： | 悬索桥;抗风设计;静风稳定性;极限风速;增量内外迭代法 |
| 摘要： | 中国山区众多，随着高速公路不断向山区发展，在大跨径悬索桥建设中，由于受到地形等因素的限制，非对称支撑悬索桥得到广泛应用，然而此类悬索桥的静风稳定性研究仍较为缺乏。本文基于增量内外迭代法，选择ANSYS二次开发平台APDL语言编制非线性静风稳定性的计算程序，并以某非对称支撑悬索桥为工程实例，计算分析非对称支撑悬索桥的静风失稳临界风速及其失稳特征，同时对多个影响参数进行分析，从而为非对称支撑悬索桥的抗风设计提供依据。本文主要开展如下内容的研究： （1）首先总结归纳静风稳定性理论的发展历程，提出了有待进一步研究的问题；介绍了计算悬索桥静风稳定性的线性及非线性理论，给出采用非线性方法求解静风稳定性在ANSYS中的实现方法。 （2）使用ANSYS建立该悬索桥空间有限元模型，通过模态分析，得到模型自振频率及振型；在原有限元模型基础上修改矢跨比及两桥塔支撑点高差，将模型自振特性与原模型比较，分析矢跨比与支撑点高差对自振特性的影响程度，为非对称支撑悬索桥的静风稳定性分析奠定基础。 （3）运用所编制程序记录分析非对称支撑悬索桥发生静风失稳的全过程，总结出失稳过程中主梁变形、静风荷载及刚度退化相互影响的失稳机理；并对比对称悬索桥与非对称支撑悬索桥的失稳过程特点，表明实例桥中它们的静风稳定性基本相同。 （4）分析了初始攻角、三分力系数、结构几何及静风荷载非线性、主缆及吊杆上风载对非对称支撑悬索桥静风稳定性的影响，得到不同正初始攻角、负初始攻角对静风失稳的影响规律；得到三分力系数、主缆及吊杆风荷载对悬索桥静风稳定性的影响程度；验证了分析静风稳定性时计入结构几何及静风荷载非线性影响的必要性。 （5）探讨在改变矢跨比及桥塔支撑点高差这两个结构参数后静风响应的变化规律，分析表明矢跨比及桥塔支撑点高差对静风响应的影响均相对较小。 本文得出了一些合理并有意义的结论，可为悬索桥抗风设计提供科学依据，具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 段玮 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 郝宪武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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