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原文传递连续刚构桥抗风分析与研究

论文题名：	连续刚构桥抗风分析与研究
关键词：	连续刚构桥;悬臂施工阶段;脉动风模拟;静阵风响应分析;三分力系数;抖振时程分析
摘要：	随着我国桥梁建设行业的发展,连续刚构桥以其独特的优越性已被越来越多的应用到实际公路建设中。然而,对于采用悬臂施工法的双薄壁柔性墩连续刚构桥,尤其是在连续刚构桥最大悬臂施工阶段,风荷载对其影响非常显著,已成为设计中必须考虑的重要因素之一。因此,很有必要对连续刚构桥进行抗风分析研究。本文以宁波梅山大桥为背景,利用大型通用有限元软件ANSYS及FLUENT软件通过数值模拟法对其风振响应进行分析与研究,为梅山桥梁的设计提供了必要的参考数据和理论依据。本文的研究成果具有显著的理论意义和实用价值。本文的主要研究内容和研究成果如下: 　　 (1)本文首先简要论述了桥梁风工程研究的现有理论以及其优缺点,介绍了各理论的发展背景以及理论的发展趋势。采用谐波合成法应用MATLAB软件编制了风速时程模拟的程序,得到了脉动风速时程曲线,并把得到的目标谱和模拟谱进行了对比,两者拟合良好。　　 (2)以梅山大桥为背景,利用ANSYS软件分别对最大悬臂施工及成桥运营两个阶段进行动力特性分析,分别得出前十阶振型,并对其振型特点进行分析,结果表明,采用双薄壁墩的连续刚构桥纵向抗推刚度很小,能减小因温度变化、混凝土收缩及徐变所产生的次内力。　　 (3)分别在三种最不利荷载工况条件下,对梅山大桥在最大悬臂施工阶段进行了抗风分析,求得其控制内力,可以看出在风载作用下墩柱底部的控制内力比悬臂根部要大且结果偏于安全。表明在设计阶段利用这种方法指导设计是可行的。　　 (4)应用FLUENT软件计算桥梁箱梁断面三分力系数,获得了断面在不同攻角下的压力分布图、风速矢量图、三分力系数监视图等。计算了在-6°～6°风攻角时桥梁断面的三分力系数,并将三分力系数随风攻角的变化关系拟合为二次方程,从而得出三分力系数对风攻角的导数,为抖振计算提供必要的计算参数。　　 (5)通过模拟好的风速时程曲线,将抖振力进行时程化处理。应用ANSYS软件对连续刚构桥进行了抖振时程分析,得出结构位移及内力的时程曲线。结果表明,采用抖振时域分析比阵静风分析的结果明显偏小,说明采用阵静风响应分析偏于保守。
作者：	黄海元
专业：	建筑与土木工程
导师：	孙香红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文