大跨度斜拉桥顺桥向风荷载及风致响应研究

发布时间：2021-11-23 11:59

　　随着斜拉桥跨度的不断增加,按抗风规范规定的顺桥向风荷载进行设计时,顺桥向风荷载问题已成为大桥设计的控制性因素之一。本文采用数值模拟方法,对大跨度斜拉桥斜拉索、桥塔和主梁在顺桥向风作用时的气动力进行了研究,考查了多排斜拉索、多肢塔柱及桥塔与斜拉索的气动干扰效应;采用风洞试验方法,测试了主梁顺桥向风荷载,考查了风偏角等因素的影响;最后,基于各结构气动力,分析了大跨度斜拉桥顺桥向抖振响应。具体的研究工作分述如下:1)针对未考虑凹槽和螺旋线的斜拉索建立了三维数值模型,得到了空间姿态拉索的气动力参数,研究倾角和风偏角对斜拉索气动力的影响,分析空间多索的气动干扰现象。结果表明,斜拉索气动力受倾角影响较大,双排索中背风侧索的阻力系数随间距增大而逐渐接近迎风侧斜拉索的值。2)利用三维模型分析多肢桥塔气动力沿桥塔高度的分布,结果表明桥塔顺桥向阻力系数随高度变化较小,间距变化对多肢塔柱气动干扰明显,邻近桥塔的斜拉索受到桥塔十分显著的气动干扰。3)通过风洞试验测试了桁梁气动力系数随风偏角的变化情况,分析了补偿段对测试结果的影响。结果表明,桁梁顺桥向阻力系数最大值不发生在完全顺桥向风作用时,是否设置补偿段对测... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

苏通长江大桥

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页第1章 绪 论1.1 选题背景斜拉桥作为组合体系受力的桥梁，主要由斜拉索、桥塔和主梁三部分组成，其初期发展一直很缓慢。但斜拉桥的优势明显，既比梁式桥跨越能力强，又比悬索桥刚度大，因此在理论计算和施工技术取得重大突破之后，斜拉桥也得到了飞速的发展。1955年第一座现代化的钢斜拉桥瑞典Stromsund Bridge建成，跨度182.6m；1962年第一座现代化的混凝土斜拉桥委内瑞拉Maracaibo Lake Bridge建成，跨度235m[1]。随后斜拉桥朝着大跨及超大跨度发展，2008年我国建成通车的苏通长江大桥跨度达到1088m，也是世界上第一座跨度超千米的斜拉桥，2012年俄罗斯修建的俄罗斯岛大桥主跨1104m，为目前世界上已建成通车的最大跨度斜拉桥[2]。

拉索因受力和美观方面的优势而被越来越广泛地使用[48]，而已有研究表分解方法研究空间姿态斜拉索的气动力有较大误差。为更准确地计算斜，利用数值模拟方法建立斜拉索三维模型，对空间姿态斜拉索的气动力过数值试验计算得到斜拉索的气动参数，并与规范进行对比研究。空间姿态斜拉索的数值模型 数值模型参数用基于有限体积法的 Fluent 软件，对流场的时间域和空间域进行离散，气动力[49]。数值试验中最重要的是计算区域大小和网格精度，针对三维模拟风洞试验条件，与风洞试验结果进行对比，在保证计算精度的同时风场计算区域高度方向设置为与斜拉索等高，风场计算区域尺寸如图 2-1平面投影尺寸为 b×d，流场区域为顺向 7 ， 12 ，横向 2向的阻塞率均不大于 5%。

【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州都格北盘江大桥主桥设计及关键技术[J]. 刘波,彭运动,侯满.  桥梁建设. 2018(06)
[2]贵黔高速鸭池河特大桥钢桁梁施工关键技术[J]. 于祥敏,陈德伟,白植舟,金兵.  桥梁建设. 2017(04)
[3]超高多肢斜拉桥桥塔气动力系数研究[J]. 何旭辉,方东旭,王汉封,李欢.  中国铁道科学. 2017(04)
[4]缠绕螺旋线的斜拉桥斜拉索平均气动阻力特性的试验研究[J]. 刘庆宽,李聪辉,郑云飞,刘小兵,马文勇.  土木工程学报. 2017(05)
[5]安庆铁路长江大桥钢桁主梁在非正交风作用下的静气动力系数[J]. 郑史雄,郭俊峰,张龙奇,徐伟.  中国铁道科学. 2016(06)
[6]斜向风作用下倒梯形桁梁桥气动力参数研究[J]. 郑史雄,张龙奇,张向旭,张俊明.  桥梁建设. 2015(04)
[7]缠绕螺旋线斜拉索气动性能的数值模拟[J]. 李寿英,钟卫,陈政清.  振动工程学报. 2014(04)
[8]大跨度斜拉桥拉索阻力系数风洞试验研究[J]. 李志国,曾加东,李明水.  四川建筑科学研究. 2014(03)
[9]门式变断面桥塔气动力系数及涡振性能研究[J]. 邵春生,刘多特,唐浩俊,王云飞,卢伟,曹平辉,李永乐.  四川建筑科学研究. 2013(05)
[10]缠绕螺旋线斜拉索气动性能的试验研究[J]. 李寿英,钟卫.  土木工程学报. 2013(07)

博士论文
[1]山区峡谷风特性参数及大跨度桁梁桥风致振动研究[D]. 徐洪涛.西南交通大学 2009
[2]大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析[D]. 胡晓伦.同济大学 2006
[3]风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D]. 李永乐.西南交通大学 2003
[4]斜拉桥风振响应时域分析及静风稳定性研究[D]. 邹小江.华南理工大学 2003

硕士论文
[1]斜拉桥斜拉索表面状态对气动稳定性影响的试验研究[D]. 卢照亮.石家庄铁道大学 2017
[2]台风和内陆风作用下大跨度桥梁抖振响应对比研究[D]. 吴楚鹏.西南交通大学 2015
[3]大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥抖振时域及稳定性分析[D]. 唐臻.西南交通大学 2014
[4]大跨径桥梁桥塔的静力三分力系数研究[D]. 杨树成.长安大学 2012
[5]超大跨径斜拉桥的结构体系[D]. 陈忆前.同济大学 2006



本文编号：3513837