详情

原文传递桥梁结构精细化横桥向等效静阵风荷载计算程序设计与研究

论文题名：	桥梁结构精细化横桥向等效静阵风荷载计算程序设计与研究
关键词：	桥梁结构;抗风设计;等效静阵风荷载;精细化计算;动态响应
摘要：	现阶段桥梁结构等效静阵风荷载按照《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）规定进行计算，计算过程需要不断查阅图纸与规范，且变截面结构的等效静阵风荷载计算量十分巨大，整个计算过程相当繁琐。为了降低工程人员计算难度，提高计算效率，规范针对主梁构件基准高度、桥墩构件基准高度等提出了简化计算方法。本文基于等效静阵风荷载简化计算方法的费时与不足，提出了基于各单元实际构件尺寸及实际地形高度的等效静阵风荷载精细化计算方法，并基于Python语言、PySide2和MIDAS Civil计算软件进行了交互式程序设计开发，开发完成后将程序进行测试并实际应用于桥梁结构等效静阵风荷载计算中，极大地减轻了计算工作量，节省了大量的时间，甚至对于等效静阵风荷载计算不熟悉的工程人员亦可对程序进行计算操作。最终利用程序计算结果与不考虑风荷载、按照《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）简化计算等效静阵风荷载作对比，研究等效静阵风荷载对桥梁结构产生的响应。本文主要研究内容及成果如下：　　（1）编制了桥梁结构精细化等效静阵风荷载计算程序，该程序基于 MIDAS Civil 结构模型中各单元及实际地形计算其构件基准高度、构件尺寸等参数，运用该程序对桥梁结构进行等效静阵风荷载计算对于传统简化计算，其计算效率提高了数十倍，文中针对某刚构桥及某特大钢混结合梁斜拉桥进行测试，效率提高了16.6倍、47.1倍，且准确性和精确性得到保障，设计师在MIDAS Civil等效静阵风荷载计算中能够节约大量计算及加载时间，实现了等效静阵风荷载加载的便捷性和高效性，同时计算结果体现了该设计程序计算的可靠性。　　（2）本文对不考虑风荷载、根据《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）简化计算风荷载、程序精细化计算风荷载、程序精细化计算风荷载不考虑附加扭矩修正四种条件在 W1 风作用水平下及 W2 风作用水平下的桥梁响应进行对比研究，研究发现，横桥向等效静阵风荷载对桥梁结构顺桥向、竖桥向位移及弯矩无明显影响，对横桥向位移及弯矩等响应影响较大；通常将横桥向风荷载施加于主梁单元而未考虑加载于主梁横向受力中心点从而产生附加扭矩，该附加扭矩对主梁弯矩及扭矩可忽略不计；在 W1 风作用水平下，按《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）简化计算风荷载，本文认为对于深切峡谷位置的桥梁在W1风作用水平下按《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）简化计算风荷载对桥梁结构进行设计是不经济的；在W2风作用水平下，本文验证了按《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T 3360-01-2018）简化计算风荷载对比按实际地形精细化计算风荷载对桥梁结构响应的差异相对较小。
作者：	何静
专业：	土木工程
导师：	杜柏松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023