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基于三维流场的大跨度连续刚构桥风荷载数值模拟及抖振时域分析
| 论文题名： | 基于三维流场的大跨度连续刚构桥风荷载数值模拟及抖振时域分析 |
| 关键词： | 连续刚构桥;脉动风场模拟;抖振时域分析 |
| 摘要： | 随着连续刚构桥跨度的增大,最大悬臂施工长度越来越长刚度也随之下降,因此风致振动问题显得越来越重要。本文以温福铁路主跨160m的田螺大桥为工程背景,针对施工最大悬臂状态和成桥状态进行抖振时域研究,得出了以下几方面成果: 1.本文用GeorgeDeodatis提出的谐波合成法引入快速傅立叶变换法(FFT)完成了对田螺大桥施工最大悬臂状态、成桥状态主墩、主梁的脉动风场模拟,并进行了谱和相关性检验； 2.根据CFD理论,通过FLUENT软件在有限体积法的基础上建立了田螺大桥主梁、主墩三维风场模型,计算了静力三分力系数,并对其变化规律进行分析； 3.采用Scanlan准定常模型实现抖振力时域化,自激力加载通过对准定常气动力模型进行双泰勒级数展开,导出12阶的单元气动阻尼矩阵和气动刚度矩阵,再以单元气动阻尼矩阵和气动刚度矩阵的形式在ANSYS中以Matrix27矩阵输入来实现； 4.在大型通用有限元软件ANSYS中建立了田螺大桥最大悬臂施工状态、成桥运营状态的有限元模型,并对这两种模型进行了结构动力特性分析和抖振时域分析。结果表明:首先,施工最大双悬臂状态比成桥状态结构风致响应显著,是抗风分析的最不利状态；其次,脉动风作用下的结构响应明显大于平均风作用时的响应,并且考虑自激力作用时结构响应有所减小；最后,考虑非线性因素最大悬臂端横向、竖向结构响应峰值分别增大17％和18％,因此在抗风最不利状态下有必要考虑非线性的影响。 |
| 作者： | 罗棋少 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 于向东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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