大跨度中承式钢管混凝土拱桥静风荷载效应研究

发布时间：2020-06-08 18:01

【摘要】：本文在梳理数值风洞基本理论的基础上,采用CFD方法分析了桁架拱肋气动特性,并以一座大跨度钢管混凝土中承式拱桥为研究对象,利用有限元ANSYS对拱肋节段气动阻力特性及静风稳定性进行了研究,分析其空气静力失稳规律。主要研究内容及结论如下:(1)采用CFD方法建立了钢管混凝土拱桥桁式拱肋的二维简化模型,并根据风洞试验结果验证了该模型的正确性,详细地分析了拱肋绕流的流场特征,在此基础上分析了不同风攻角、雷诺数效应对三分力系数的影响,并对单拱肋截面的高宽比以及双拱肋间气动干扰效应开展了参数化研究。结果表明,采用数值风洞和二维简化模型计算拱肋的气动阻力系数是可行的;双拱肋间存在气动干扰效应,在验算横向静风稳定性时,可按上游拱肋遮挡系数0.53,考虑下游拱肋的受力。(2)对平南三桥进行了数值风洞模拟,得到了其拱肋的阻力系数沿桥跨方向的变化规律。基于ANSYS,分析了不同工况下平南三桥成桥阶段和施工阶段的静阵风响应。结果表明,材料非线性、几何非线性因素、桥面风速、横撑数量及浪风索布置形式对大跨度钢管混凝土拱桥静风稳定性均有不同程度的影响;平南三桥成桥阶段空气静力失稳的临界风速为75m/s,拱肋失稳形式是以横向变形为主的空间弯扭耦合失稳。
【图文】：

ＸＮＪＤ－３。大气边界层风洞是专门用于风工程试验的长试验段风洞，其中的建筑风洞主逡逑要进行上木丨：程结构的抗Ｈ研究，Ｈ邋Ｔ？常规的低速风洞，按丨：作方式＂了分为直流式和回逡逑流式两种，如图１－１。逡逑（ａ）直流式逦（ｂ）回流式逡逑图１－１大气边界层风洞逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｂｏｕｎｄａｒｙ邋ｌａｙｅｒ邋ｗｉｎｄ邋ｔｕｎｎｅｌ逡逑３逡逑

揣流是自然界和各种技术过程中普遍存在的流体运动状态，，例如飞机表面的绕逡逑流、江河急流、空气流动都是湍流，其核心问题是求Ｎ－Ｓ方程的统计解。经过１００多年逡逑的研宄，形成了以下几种主要的数值模拟技术，如图２－１所示。逡逑１２逡逑
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441.2;U448.22

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本文编号：2703437