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原文传递大跨度铁路悬索桥刚度研究

论文题名：	大跨度铁路悬索桥刚度研究
关键词：	铁路桥梁;大跨悬索桥;桥梁刚度;有限元分析
摘要：	刚度参数的确定是大跨度桥梁设计工作的重要部分，目前规范对于挠跨比等限值的规定虽然应用了车桥耦合振动理论，但其是基于中小跨度桥梁动力分析和实测试验所得到，对于大跨度桥梁并不适用。同时可供借鉴的铁路悬索桥较少，尚无铁路专用悬索桥的己建工程报道，在设计此类桥梁时会有一定困难。本文结合某大跨度铁路悬索桥方案，从多角度对此类桥梁的刚度参数进行研究，并对大跨度铁路悬索桥刚度评价指标体系进行探讨。　　本文首先基于有限元理论，建立了某大跨度铁路悬索桥的全桥动力模型，并提出了一种实用的桁架主梁简化方法，结果表明该方法能在满足工程精度要求的基础上能提高计算效率。以两种软件讨论该桥的模态特点，并为进一步研究提供模型和相关参数。　　然后，对面向走行性的车辆及桥梁指标体系进行了较为详细的归纳，并根据相关研究及工程实例提出了本文中采用的安全及舒适性指标以及桥梁刚度限值。　　而后针对该铁路悬索桥建立了一种钢桁加劲梁的等效二维模型，以计算流体动力学(CFD)的方法，计算了不同来流风速、风攻角下的静力三分力系数，并采用UDF技术以分状态强迫振动法进行颤振导数识别，得到了不同折算风速下的气动力系数，为后续计算提供了计算参数。　　最后，从桥梁的动力特性分析、车桥耦合振动分析、静风响应、抖振响应等角度，通过多工况的计算，研究梁高、梁宽、桥塔刚度、主缆刚度和恒活比等刚度参数对桥梁静动力响应的影响，并根据计算结果讨论桥梁部分刚度限值。计算结果表明：不同刚度参数对桥梁各静、动力响应的影响程度不同，不合适的刚度参数可能会使桥梁的耐久性、车辆过桥的舒适性受到影响，甚至导致事故的发生。根据计算结果，提出了针对大跨度铁路悬索桥的部分刚度限值，以期对桥梁设计提供参考。
作者：	蔡宪棠
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	李永乐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文