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原文传递大跨悬索桥静风非线性稳定分析

论文题名：	大跨悬索桥静风非线性稳定分析
关键词：	大跨悬索桥;数值风洞;静风稳定;临界风速;数值模拟
摘要：	随着悬索桥的跨度不断增大，其在风荷载作用下的稳定性问题也越来越受到关注。以往对于桥梁在风载作用下的稳定性问题，主要关注桥梁的动力失稳，但是在国内外风洞模型试验中，发现了大跨悬索桥发生静力失稳的临界风速可能低于动力失稳的临界风速这种现象。因此，在大跨悬索桥抗风设计中仅考虑动力失稳是不安全的，静力失稳也是大跨悬索桥抗风设计中的关键问题。本文选取某在建大跨悬索桥作为工程背景，对其静风稳定性进行研究分析，主要内容如下：　　1.梳理并总结了前人基于悬索桥静风稳定性的相关研究成果，对其相应基础理论进行了详细介绍。此外，采用ANSYS的APDL语言对其编制了相应的分析程序。　　2.基于计算流体力学（CFD）数值模拟方法建立数值风洞，对大跨悬索桥主梁截面静力三分力系数进行数值分析，得到在不同风攻角下主梁截面的静力三分力系数。　　3.利用ANSYS建立大跨悬索桥的三维有限元模型，进行静风荷载作用下的非线性稳定分析，对材料非线性、静风荷载非线性、三分力以及初始风攻角等因素对大跨悬索桥静风稳定性的影响进行了分析探讨。　　结果表明：数值风洞能够较好地模拟出不同风攻角下主梁截面的静力三分力系数；大跨悬索桥的失稳形态是空间弯扭耦合失稳；材料非线性因素对静风失稳临界风速影响较小；静风荷载非线性对静风失稳临界风速有很大的影响，因此在分析大跨悬索桥静风稳定性问题时，必须考虑静风荷载的非线性效应；升力矩和升力是静风失稳的关键因素，而阻力对静风失稳影响很小；初始风攻角的选取对静风稳定性影响较大。
作者：	光子龙
专业：	力学
导师：	张宏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2022