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原文传递桁架加劲悬索桥抗风稳定性分析

论文题名：	桁架加劲悬索桥抗风稳定性分析
关键词：	桁架加劲悬索桥;受力性能;自振特性;静风稳定性;颤振稳定性
摘要：	随着世界各国交通需求的日益提升，超大跨度悬索桥的修建提上日程，悬索桥更大的跨度意味着更强的柔性和更突出的抗风问题，必须进行抗风设计并使用合理的风振抑制措施，才能保证桥梁结构的安全运营。针对大跨度悬索桥抗风问题，本文提出一种永久性被动结构抗风措施：充分利用主缆的重力刚度，通过添加腹杆使其与加劲梁共同形成空间桁架结构，起到减小悬索桥柔性、增加刚度以抵御风荷载的作用。为研究空间桁架的形成对大跨度悬索桥抗风性能的改善程度，对形成空间桁架结构的桁架加劲悬索桥的受力性能、自振特性、静风稳定性、颤振稳定性进行分析计算。　　本文主要进行以下几点工作：　　（1）根据相关理论，设计主跨跨度为2300m的大跨度桁架加劲悬索桥，进行主缆找形计算并据此建立有限元模型。　　（2）对桁架加劲悬索桥进行自振特性计算分析和重力、车载、整体升降温作用下的受力特性及响应计算分析；根据不同桁架布设方案的计算结果，分析桁架有无、桁架位置、桁架数量对大跨度悬索桥受力特性及响应、自振特性的影响进行分析。根据计算，空间桁架的形成可以明显提升大跨度悬索桥的各阶模态频率，对于抗风十分有利，但对加劲梁、主缆、吊索的受力有一定程度的不利影响，影响较小，可以接受。　　（3）根据桥梁静风稳定计算理论，使用ANSYS/APDL参数化设计语言编制静风稳定计算程序，进行桁架加劲悬索桥静风失稳全过程计算，对初始攻角、缆索风载对桁架加劲悬索桥静风稳定性的影响进行分析；根据不同桁架布设方案的计算结果，分析桁架有无、桁架位置、桁架数量对大跨度悬索桥静风稳定性的影响。根据计算，空间桁架的形成可以明显提升大跨度悬索桥的静风失稳临界风速，对于提升其抵抗静风失稳的能力十分有效。　　（4）根据桥梁全模态颤振频域计算理论，使用ANSYS/APDL参数化设计语言编制全模态颤振计算程序，使用薄平板验证程序正确性后，进行桁架加劲悬索桥全模态颤振计算，对其抵抗颤振的能力进行分析；根据不同桁架布设方案的计算结果，分析桁架有无、桁架位置、桁架数量对大跨度悬索桥抵抗颤振能力的影响。根据计算，空间桁架的形成可以明显提升大跨度悬索桥的颤振临界风速，对于提升其抵抗颤振的能力十分有效。
作者：	董博文
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	许福友
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2021