原文传递
高墩大跨连续刚构桥等效风荷载研究
| 论文题名： | 高墩大跨连续刚构桥等效风荷载研究 |
| 关键词： | 高墩大跨连续刚构桥;动力特性;等效风荷载;施工工艺;振型函数 |
| 摘要： | 大跨连续刚构桥在成桥运营阶段刚度较大，具有较强的抗风能力，然而在最大双悬臂阶段由于桥墩较柔、刚度较低，在风荷载作用下将在柔性墩的底部产生较大的内力。对大跨柔性桥梁结构，在风荷载作用下的内力一般由两部分组成:一是平均风作用下在结构中产生的静风内力，二是由于风的紊流成份诱发结构抖振而产生的动内力。静风内力属静力范畴，而动风内力相对复杂，需要考虑多种因素，包括脉动风的空间相关及其动力特征、结构自身的动力特性、气动阻尼、气动刚度等，一般采用风洞试验或者时域和频率的抖振分析进行研究。但在初步阶段，采用上述两种计算方法并不现实。因此，对于大跨连续刚构桥施工阶段的风荷载，建立一种正确且简便的方法是十分必要的，这种方法适用于大跨连续刚构桥的初步设计，也适用于跨径较小的连续体系桥梁的风荷载计算。 本文以蔡家沟大桥和坝陵河初步设计方案最大悬臂状态为研究对象，基于高墩连续刚构桥的特点，分主梁风荷载和桥墩风荷载，探讨其墩底横桥向弯矩和剪力及主梁悬臂根部横桥向弯矩和剪力的等效风荷载的实用简化计算方法，并以计算结果与抖振响应频域分析、时域分析结果及规范上规定算法进行对比，验证所提出简化计算方法的安全可靠与实用方便性。 本论文的主要工作有以下几方面: 首先回顾了桥梁顺风向等效风荷载计算的基本理论，指出了各自的优点以及不足之处。总的等效风荷载可分为平均风荷载，背景响应风荷载和惯性风荷载三个部分。我们对得到的三种响应进行组合，就可以得到均匀分布的等效风荷载。根据得到的阵风响应系数，就可以方便的得出所需的某种响应值。 其二，以蔡家沟大桥和坝陵河初步方案刚构桥为工程实例，由高墩大跨连续刚构桥悬臂施工状态的特点，得出目标响应的影响函数和振型函数，将风荷载分为桥梁风荷载和桥墩风荷载，详细说明了等效风荷载简化算法中各参数的计算和简化过程。 其三，采用ANSYS有限元分析程序，建立了高墩大跨连续刚构桥抖振时域计算模型和频域计算模型，以本文两个工程背景为例进行了计算分析。将利用上述方法及规范方法计算所得结果与简化计算结果对比分析表明:本文给出的实用计算公式和规范计算结果相当，且比抖振时域分析和频域分析计算结果偏大，有一定的安全储备，相比于规范，无需查阅图表，适于工程应用。 |
| 作者： | 王玉柱 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 廖海黎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
