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山区峡谷钢拱架施工过程抗风性能研究
| 论文题名： | 山区峡谷钢拱架施工过程抗风性能研究 |
| 关键词： | 钢拱桥;缆索吊装;静风响应;风振响应 |
| 摘要： | 随着山区桥梁的大量修建，山区桥梁的抗风性能研究日益重要。山区桥梁通常跨越峡谷，桥址区的风特性异常复杂，目前抗风规范中的相关规定不再适用，国内外已有的关于山区桥梁抗风的研究资料较少且不具备通用性。本文以位于典型山区峡谷地貌的布拖县冯家坪村溜索改桥工程为例，对钢拱架缆索吊装过程进行抗风性能分析，主要内容如下: (1)通过查阅和总结已有山区风特性研究文献，采用假想桥址区存在虚拟标准气象站的基本风速分析方法来确定桥梁抗风设计风速。通过收集桥址区附近气象站风速资料并进行海拔修正，利用考虑山脉遮挡和距离因子的反距离风速加权插值法，推算出桥址区基本风速，对基本风速进行地形修正，并参照国内典型峡谷地形桥位且开展过地形模型试验或CFD计算的桥梁风参数，确定出了桥位设计基准风速。 (2)采用ANSYS建立钢拱架有限元模型，并通过将钢桁架分解为等效平面桁架求得等效抗弯惯性矩，将钢桁架等效为单箱双室薄壁梁结构求得等效抗扭惯性矩，建立其等效单梁模型。通过对比分析钢拱架的实际模型和等效模型，验证了钢拱架实际模型的有效性。在此基础上，对钢拱架各施工阶段模型开展了动力特性分析。 (3)回顾了计算流体力学(CFD)的基础知识，采用CFD软件开展钢拱架断面三分力系数计算。通过同雷诺数条件下调整网格数量获得最佳网格划分情况、同网格条件下调整雷诺数获得最佳雷诺数取值的两种方法确保计算结果的准确性。在此基础上，计算了-10°～10°攻角下钢拱架断面的三分力系数。 (4)采用只考虑抗风规范中的阻力系数和考虑随风攻角变化的三分力系数两种分析方法，对钢拱架各施工阶段模型开展静风响应分析和风致动力响应分析。分析结果表明，钢拱架各构件应力均满足设计强度要求，且位移响应较小。通过对比两种分析方法的响应差异得出:依据规范阻力时的静风响应分析结果整体大于考虑三分力时的静风响应结果，两种分析方法下的风振响应结果基本一致。 |
| 作者： | 邓春华 |
| 专业： | 土木工程；市政工程 |
| 导师： | 黄明奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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