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考虑突发断索事故的斜拉桥动力行为分析
| 论文题名： | 考虑突发断索事故的斜拉桥动力行为分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;缆索支承体系;断索作用;断索场景;元胞自动机;行车安全性 |
| 摘要： | 斜拉索作为缆索支承体系中主要承重构件，易受到诸多环境因素的影响，导致其力学性能降低。在火灾、车船撞击等突发事故和腐蚀疲劳等累积损伤的作用下，可能发生拉索断裂的极端事故，对桥梁结构的正常使用和行车安全性造成极大的安全隐患。突发断索作用下车桥系统的动力行为特征与规律研究可为该类桥梁的设计、运维和突发事故处置等提供理论依据和方法参考，但目前该方面的相关研究还开展较少。为此，本文基于数值模拟和试验结果验证等相结合的手段，系统开展考虑断索作用的斜拉桥动力行为研究，提出了断索作用下桥梁结构动力响应和车-桥耦合系统动力响应的计算方法，同时基于元胞自动机生成的随机交通流，提出了断索作用下随机车流-桥梁耦合系统的动力计算方法，并结合相关指标对断索时刻下的行车安全性进行了判定。论文主要工作可概括为： （1）基于模态叠加法，提出了考虑断索作用的桥梁动力分析方法和车桥耦合系统动力分析方法，编制了可考虑多种断索参数的计算程序，并通过复原文献计算结果和有限元分析软件计算结果验证了程序的有效性。 （2）总结了断索的典型场景和对应的索力退化模型。依托实际工程，研究了基于主梁动力响应的敏感性断索场景的构建，分析了不同断索场景下桥梁动力响应特征，并对断索有关参数进行了参数分析，研究了各参数对桥梁动力响应的影响规律。 （3）基于车桥耦合系统运动方程，提出了考虑断索作用的车桥耦合系统振动动力分析方法，并编制了计算分析程序。依托实际工程，分析了各关键截面各动力响应对应的最不利断索时刻，研究了车桥耦合系统在不同断索场景下的动力行为特征，并分析了车辆参数对该系统动力响应的影响规律。 （4）基于NaSch元胞自动机模型和Rickert规则建立了一种可考虑变道的精细化双车道随机车流模型，并编制了相应的程序。同时，提出了一种考虑断索作用的基于元胞自动机生成随机车流-桥梁耦合系统动力响应计算方法，编制了相应的计算程序，并基于该程序分析了断索作用下车流的行车安全性。 |
| 作者： | 陈逸民 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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