详情

原文传递高墩大跨连续刚构抖振时域分析

论文题名：	高墩大跨连续刚构抖振时域分析
关键词：	连续刚构桥;随机风场模拟;频域分析;时域分析;抖振分析
摘要：	随着我国公路交通事业的迅速发展，连续刚构桥特别是高墩大跨连续刚构桥已在桥梁工程领域得到推广和应用，在其向高墩大跨度发展的同时，抗风成为亟需解决的问题。在桥梁施工阶段和成桥运营阶段，风致抖振是不可避免的，这不仅关系到施工的安全，而且影响到成桥状态结构的疲劳和行车舒适度。计算结构的风致抖振的经典方法是频域反应谱法，但该方法只适用于线性系统，而高墩大跨桥梁结构在外界激励下通常表现出几何非线性行为，因此应采用可计入结构的几何非线性影响的时域分析方法。本文根据已有的风速功率谱模拟出具有随机特性的脉动风场，以Davenport理论为基础，建立抖振力模型，自激力以气动刚度和气动阻尼矩阵形式输入，对于桥墩只计入阻力的作用；分别考虑了平均风荷载、抖振力、自激力对结构响应的贡献，最后研究了几何非线性对抖振的影响，在求解过程中，非线性运动方程求解采用Newmark-β法和Newton-Raphson法。根据以上的理论，采用ANSYS有限元分析程序，建立了高墩大跨连续刚构抖振时域计算模型，以陕西洛河大桥为例进行了连续刚构的时程反应分析，并与该桥气弹模型风洞试验结果比较.结果表明：在静风荷载和考虑脉动风的抖振力作用下，本文计算的结果与风洞试验结果一致，尤其对于风致反应较大的桥梁迎风的面结果很接近；考虑脉动风抖振力作用的结构反应明显大于静风荷载反应；考虑自激力对桥梁抖振响应有一定影响，在设计基准风速下高墩大跨连续刚构桥表现出明显的几何非线性行为。
作者：	周祥树
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	胡庆安
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文