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原文传递大跨度连续刚构桥风致响应分析

论文题名：	大跨度连续刚构桥风致响应分析
关键词：	连续刚构桥;风致响应;风荷载;风场模拟;有限元模型
摘要：	随着科学技术的不断发展及新型建筑材料的不断涌现，桥梁的跨度不断增加；桥梁的长细化使其刚度和阻尼不断下降，使得目前的桥梁结构的自振周期与自然界风速的长卓越周期较接近，风对桥梁的影响越来越大，故桥梁的抗风问题成为大跨度桥梁设计中不可忽略的一部分。特别是在山区峡谷地段和沿江沿海分布的大跨连续刚构桥，其上部和桥面的风速会很大，导致作用在连续刚构桥的静阵风力及动力风荷载都很大，而由于该类桥梁具有高轻柔的特点，对风荷载比较敏感，因此对其风致响应做一下分析具有重要的价值。　　本文采用了大型通用有限元软件ANSYS建立了某大桥最大悬臂施工阶段和成桥运营阶段的有限元模型，并对该模型进行了静力及动力特性分析，获得了前十阶自振频率和振型。　　其次，以Scanlan提出的颤抖振力学模型为基础，并考虑三维空间相关性，采用改进的Iwatani提出的线性回归滤波器法，在算法中引入了快速傅里叶变换，对随机性的风速时程进行模拟。　　然后，在风速变化的全过程中，对该桥最大悬臂施工阶段进行了非线性静风稳定性分析和静阵风荷载强度效应计算分析，获得了主梁位移及内力。分析结果表明：大跨连续刚构桥最大悬臂施工阶段的静风失稳形态表现出空间弯扭耦合失稳特征；其施工阶段静风稳定性良好。　　重点是对该桥进行了脉动风场的抖振分析，并与该桥的静阵风响应进行了比较，利用抖振分析结果对该桥施工人员的安全性和舒适性进行了评估。从结果中发现，阵风响应均大于抖振时域分析结果，说明《公路桥梁抗风设计规范》中对大跨桥梁风荷载中的静阵风系数的取值是合理的。　　通过上述计算分析，其计算成果和结论对今后同类桥梁的风致响应分析提供了一定的参考价值。
作者：	张伟峰
专业：	固体力学
导师：	谢肖礼
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广西大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文