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大跨度桥梁静风响应分析与风致抖振研究—广东新会崖门大桥工程应用
| 论文题名： | 大跨度桥梁静风响应分析与风致抖振研究—广东新会崖门大桥工程应用 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;静风响应;抖振响应;紊流风场;气动力;工程应用 |
| 摘要： | 由于大跨度桥梁具有长、轻、柔的特点,其风致响应效应相当显著,因此风荷载是大跨度桥梁结构的重要设计荷载,抗风问题是大跨度桥梁结构设计中最重要的课题之一.该文旨在前人的研究基础上,进一步改进和完善大跨度桥梁风致响应分析方法,并将有关成果应用于广东省西部沿海高速公路上一座特大型桥梁—崖门大桥斜拉桥的抗风分析中,以指导工程实践并为同类桥梁抗风实践提供参考作用.全文的作用可以分为两个基本部分.第一部分是理论研究方面的工作,包括大跨度桥梁静风响应与抖振响应分析方法的研究,重点研究风致振动时域分析中最为关键的气动力时域列式问题.第二部分是工程应用方面的工作,主要针对主跨338m的广东新会崖门大桥斜拉桥展开详尽的抗风分析,对大桥的抗风安全性、气动稳定性和人员舒适性等方面者了全面的评价.该文的主要创新工作体现在大跨度桥梁主梁气动力时域列式方面.在全面评述目前大跨度桥梁气动力时域列式方法优缺点的基础上,基于传统统一描述方法,提出了一种改进的气动力列式方法.该法除保留了列式简单直观、物理意义明确的特点外,还通过校准方式引入修正系数以考虑结构振动折算频率对自激效应的影响,通过引入气动导纳函数修正紊流风谱以考虑脉动风频率结构对气动力沿主梁宽度及高度方向相关性的影响,从而在一定程度上突破了准定常假定的限制,克服了传统统一描述方法由于直接采用准定常假定而带来的问题.该文研究取得的主要结论有:①在高风速情况下,大跨度桥梁主梁静风荷载与结构变形的耦合效应对桥梁静风响应有较大影响,在计算中应予以考虑.②风谱模型、气动导纳函数和空间相关函数等因素对数值模拟风场的频率结构和统计特性有重要的影响.③采用该文提出的气动力时域列式方法计算得到的崖门大桥抖振响应结果与风洞试验结果趋势一致、数值基本吻合,验证了该文方法的可靠性.该法思路清晰、考虑因素全面、操作性强,有较大的理论价值和很好的工程应用前景,值得在桥梁抗风工程实践中推广应用.④在设计基准风速作用下,除独塔阶段外崖门大桥其它施工阶段及成桥阶段的抖振响应值均保持在一个合理范围之内,结构安全可靠.⑤无论是施工阶段还是成桥阶段,崖门大桥均具有良好的气动稳定性.⑥在8级大风作用下,施工中的崖门大桥或成桥后的崖门大桥的抖振响应均不会对施工人员或行车人员的舒适性造成影响. |
| 作者： | 何滔 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 苏成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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