連續(xù)剛構(gòu)橋抗風(fēng)分析與研究.pdf

1、隨著我國(guó)橋梁建設(shè)行業(yè)的發(fā)展,連續(xù)剛構(gòu)橋以其獨(dú)特的優(yōu)越性已被越來(lái)越多的應(yīng)用到實(shí)際公路建設(shè)中。然而,對(duì)于采用懸臂施工法的雙薄壁柔性墩連續(xù)剛構(gòu)橋,尤其是在連續(xù)剛構(gòu)橋最大懸臂施工階段,風(fēng)荷載對(duì)其影響非常顯著,已成為設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素之一。因此,很有必要對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋進(jìn)行抗風(fēng)分析研究。本文以寧波梅山大橋?yàn)楸尘?利用大型通用有限元軟件ANSYS及FLUENT軟件通過(guò)數(shù)值模擬法對(duì)其風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行分析與研究,為梅山橋梁的設(shè)計(jì)提供了必要的參考數(shù)據(jù)和理論

2、依據(jù)。本文的研究成果具有顯著的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:
　　 (1)本文首先簡(jiǎn)要論述了橋梁風(fēng)工程研究的現(xiàn)有理論以及其優(yōu)缺點(diǎn),介紹了各理論的發(fā)展背景以及理論的發(fā)展趨勢(shì)。采用諧波合成法應(yīng)用MATLAB軟件編制了風(fēng)速時(shí)程模擬的程序,得到了脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程曲線,并把得到的目標(biāo)譜和模擬譜進(jìn)行了對(duì)比,兩者擬合良好。
　　 (2)以梅山大橋?yàn)楸尘?利用ANSYS軟件分別對(duì)最大懸臂施工及成橋運(yùn)營(yíng)兩個(gè)階段進(jìn)行動(dòng)力

3、特性分析,分別得出前十階振型,并對(duì)其振型特點(diǎn)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,采用雙薄壁墩的連續(xù)剛構(gòu)橋縱向抗推剛度很小,能減小因溫度變化、混凝土收縮及徐變所產(chǎn)生的次內(nèi)力。
　　 (3)分別在三種最不利荷載工況條件下,對(duì)梅山大橋在最大懸臂施工階段進(jìn)行了抗風(fēng)分析,求得其控制內(nèi)力,可以看出在風(fēng)載作用下墩柱底部的控制內(nèi)力比懸臂根部要大且結(jié)果偏于安全。表明在設(shè)計(jì)階段利用這種方法指導(dǎo)設(shè)計(jì)是可行的。
　　 (4)應(yīng)用FLUENT軟件計(jì)算橋梁箱梁斷面

4、三分力系數(shù),獲得了斷面在不同攻角下的壓力分布圖、風(fēng)速矢量圖、三分力系數(shù)監(jiān)視圖等。計(jì)算了在-6°～6°風(fēng)攻角時(shí)橋梁斷面的三分力系數(shù),并將三分力系數(shù)隨風(fēng)攻角的變化關(guān)系擬合為二次方程,從而得出三分力系數(shù)對(duì)風(fēng)攻角的導(dǎo)數(shù),為抖振計(jì)算提供必要的計(jì)算參數(shù)。
　　 (5)通過(guò)模擬好的風(fēng)速時(shí)程曲線,將抖振力進(jìn)行時(shí)程化處理。應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋進(jìn)行了抖振時(shí)程分析,得出結(jié)構(gòu)位移及內(nèi)力的時(shí)程曲線。結(jié)果表明,采用抖振時(shí)域分析比陣靜風(fēng)分析的結(jié)果明