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忠建河大桥（钢桁梁斜拉桥）施工期风致抖振响应控制措施研究
| 论文题名： | 忠建河大桥（钢桁梁斜拉桥）施工期风致抖振响应控制措施研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;钢桁主梁;风致抖振;响应控制;抗风索 |
| 摘要： | 随着桥梁跨径的不断加大和新材料、新结构的大量应用，以及制造工艺的日渐优化，桥梁结构体系刚度和阻尼呈现出明显的下降趋势，桥梁结构对大气风作用的敏感性也越来越突出。剧烈的桥梁风致振动将不可避免的影响到桥梁结构安全和施工的顺利进行，这是亟待解决的问题。因此，对桥梁施工期风致抖振响应的控制措施进行专门的研究具有重要的工程实践意义。 本文依托湖北恩施至来凤高速公路上的忠建河大桥，针对钢桁梁斜拉桥的结构特点，主要对大桥钢桁主梁施工期风致抖振响应控制措施进行了研究。 论文首先阐述了国内外大跨径斜拉桥的发展历史，介绍了桥梁风致抖振的理论基础和研究现状，以及钢桁梁斜拉桥施工风振控制的研究进展。随后介绍了桥梁风致振动控制的常见措施，简要介绍了背景工程忠建河钢桁梁斜拉桥的相关设计参数，明确了以设置抗风索的机械措施作为该桥施工期风致抖振控制研究的重点。在此基础上，论文参考规范要求，确定了该桥施工阶段的主梁设计基本风速，利用大型通用流体分析软件FLUENT，采用数值模拟的方法获取了忠建河特大桥施工阶段钢桁主梁的静力三分力系数;同时，在通用结构软件ANSYS中建立了忠建河特大桥的结构有限元模型，使用MATLAB模拟程序生成了满足条件的脉动风场和桥梁抖振力荷载时程样本，并导入到ANSYS模型中进行结构动力响应分析。论文对钢桁梁斜拉桥施工阶段钢桁主梁在最大单悬臂和最大双悬臂两种典型状态下的风致静风响应和风致抖振响应进行了计算和分析，重点研究了抗风索对钢桁梁斜拉桥钢桁主梁典型施工状态的静风变形和振动抑制效果。得到了如下结论: (1)不设置抗风索时，钢桁主梁最大单悬臂状态的最大静风位移发生在悬臂端;最大双悬臂状态的最大静风位移发生在河侧悬臂端。 (2)不设置抗风索时，最大双悬臂状态具有更大的悬臂端主梁抖振位移，更大的抖振位移相应导致了更大的主梁抖振内力响应。 (3)设置抗风索后，能够在一定程度上使钢桁主梁的静风位移得到抑制。且随抗风索截面积的不同，抑制效果也不同;抗风索截面积越大，抑制效果越好。抗风索截面积相同条件下，拉结于地面的方案A比拉结于塔底承台的方案B能更好的抑制钢桁主梁在静风作用下的变形。 (4)设置抗风索后，能够有效抑制施工阶段钢桁主梁的风致抖振响应;且抗风索截面积越大，抗风索对主梁的抖振位移和抖振内力抑制效果越显著。抗风索截面积相同条件下，对主梁的抖振位移和抖振内力抑制效果方面，拉结于地面的方案A整体上明显优于拉结于塔底承台的方案B。 |
| 作者： | 何锦章 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 林春姣;廉向东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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