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高墩连续刚构桥悬浇施工地形风致响应研究
| 论文题名： | 高墩连续刚构桥悬浇施工地形风致响应研究 |
| 关键词： | 高墩大跨连续刚构桥;风致响应;施工地形;抖振响应;谐波合成法 |
| 摘要： | 高墩大跨连续刚构桥广泛建造于山区丘陵，跨越山河湖泊，是一种被广泛应用的桥梁结构形式，具有桥下净空大和较好的技术经济性等优点。由于其本身结构通常具有高墩、跨度大和施工难度大的特点，加之桥梁需长期处在强烈的风场环境之中，因此，对所处复杂地形环境的桥梁风场环境的研究更要引起足够的重视。本文结合Gambit、Fluent、MidasCivil以及Matlab等软件对韩城河大桥主桥段结构进行桥址风场的数值模拟计算，研究了抖振响应下的主桥段结构各梁块位置处的抖振位移和抖振应力以及内力分布状况，论文的主要内容有： 首先，根据韩城河大桥桥址实际地形地貌，建立出地形信息模型，并在此基础上进行建模计算。确立大桥桥址处的基准风速，运用Matlab软件并采用谐波合成法来模拟计算大桥桥址处的脉动风场，模拟计算主桥结构27＃墩两侧悬臂共计30个典型梁块处的脉动风速时程，再将其转化为风荷载时程，模拟过程中将模拟结果与目标谱进行对比分析，得出精确可靠的脉动风速时程。 然后，基于计算流体力学的基本理论，通过Globalmapper、Imageware等处理地形的软件来得到igs格式的地形文件，以便后续在Gambit软件中将建立完成的主桥结构模型与之融合。再对主桥结构所处风场环境进行数值模拟，分析了主桥结构模型在不同风攻角下所表现出的风场特性，模拟计算出主桥结构模型30个典型箱梁块截面在不同风攻角下的三分力系数，再对它们进行数值拟合，得到函数关系以及它们的导数函数关系。 最后，运用抖振时程分析法，在Midas软件中建立施工期27＃墩主梁结构模型以及成桥状态下的结构模型，然后对模型进行运算分析，查看结果找出抖振响应对桥梁结构影响最不利的位置。研究发现，施工期27＃墩主梁结构15＃和-15＃梁块的抖振位移是最大的，横桥向抖振位移大于竖桥向抖振位移；对抖振内力的研究分析表明，相比其他主梁梁块位置-1＃、1＃和2＃梁块位置处抖振内力最大，需要引起我们的重视并对其时刻监测。成桥状态下的横桥向位移总是大于竖桥向位移，这说明了主桥结构的横风向更易受到风的影响。抖振位移较大的31号跨中梁块位置处的内力和扭矩都不大，表明主桥31号跨中位置处更易受到风的影响。成桥状态下各梁块的抖振内力图与应力分布图具有一致性。抖振内力的较大值总是出现在桥墩附近位置处，因此设计施工过程中，这些部位需要引起足够的重视。 |
| 作者： | 董康康 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 闫亚光;蒋明敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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