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大跨连续刚构桥风荷载数值模拟及空间风致响应研究
| 论文题名： | 大跨连续刚构桥风荷载数值模拟及空间风致响应研究 |
| 关键词： | 刚构桥;风荷载;数值模拟;内力响应;空间效应 |
| 摘要： | 对于采用悬臂施工的大跨度预应力混凝土双肢薄壁柔性墩刚构桥，风荷载是施工过程中必须考虑的重要影响因素。而最大双悬臂状态是施工过程中最不利抗风状态。 本文以主跨为160m的田螺大桥为工程背景，建立了考虑平均风、空间来流三个方向的脉动风及结构尾流中漩涡脱落影响的风场模型。基于该风场模型，给出了风荷载及其响应的计算方法，并对田螺大桥进行了详细的计算。取得了以下几方面的研究成果： 1)介绍了桥梁抗风理论的发展过程，重点对中、美、英、日抗风规范进行了比较，并对桥梁平衡悬臂施工阶段风效应研究进展进行了总结归纳。 2)基于普林斯顿大学George Deodatis教授提出的改进的谐波合成法，模拟了田螺大桥桥墩及主梁的来流脉动风速以及由漩涡脱落引起的脉动风速，并进行了谱和相关性检验。 3)根据田螺大桥结构特点，建立空间风场模型，推导了空间风荷载计算公式。 4)根据计算流体动力学理论，利用大型通用有限元软件Ansys中的Flotran模块，计算了田螺大桥施工阶段桥墩及主梁截面的静力三分力系数，并对其变化规律进行了分析。进而得到了桥墩及主梁空间风荷载分布。 5)采用影响函数法对桥墩及主梁的静风响应及脉动风中的背景响应进行了分析；通过考虑几阶主要模态分析了脉动风的共振响应。利用峰值因子，建立了背景响应、共振响应与最大响应之间的关系。 6)以田螺大桥最大悬臂施工阶段为例研究了空间风荷载作用下左墩墩底的内力响应。计算结果表明，充分考虑风荷载的空间效应是非常必要的。 |
| 作者： | 郭辉 |
| 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： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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