转体施工T形刚构桥抗风性能研究

发布时间：2019-11-17 19:52

【摘要】：随着桥梁建设技术的蓬勃发展，各种独具特色的施工工艺陆续被发明。转体施工就是这样一种工艺，它解决了施工阻碍原有线路交通这一难题。但是，随着技术的成熟，转体的跨度越来越大，结构越来越轻柔化，结构对风的作用也就越来越敏感。采用平转施工的T形刚构桥梁在转体之前，拆除施工支架，处于大悬臂状态，结构刚度较小，在风的作用下稳定性较差。本文结合位于内蒙古集宁市的京包铁路分离式立交桥，桥址处多阵风且风速较大，分析该转体施工T形刚构桥梁的抗风性能，具有较大的实践意义，也为此类结构的抗风研究提供理论价值。本文主要研究内容及成果如下： （1）应用编程软件MATLAB，采用AR自回归模型模拟了脉动风时程风速，得到各模拟点的横桥向脉动风速时程曲线及竖向脉动风速时程曲线，并进行了谱相关性检验，证明了模拟谱的可靠性。 （2）在计算流体力学理论的基础上，利用FLUENT及其前处理软件GAMBIT建立主梁断面二维模型，计算并提取不同风攻角下断面的静力三分力系数，分析其变化规律。 （3）以京包铁路分离式立交桥为工程实例，利用ANSYS建立其T构梁段有限元模型，对比分析其最大悬臂状态和成桥状态的动力特性，判断最大悬臂状态刚度较小、稳定性较差，为最不利工况。对最不利工况进行阵静风响应分析，，得到静风作用下最大内力和最大位移。 （4）根据脉动风速时程将抖振力时域化处理，将风场作用下的气动力分解为静风力、抖振力和自激力分别对结构加载，进行转体施工T形刚构梁段的抖振时域分析，得到其时程位移响应曲线。 根据本文的研究成果，对该转体桥起控制作用的为前三阶振型，其最不利工况为最大悬臂阶段。由静风响应分析的内力结果可以看出，风荷载的作用是不可忽略的。对比抖振时域分析与阵静风响应分析的最大位移，发现抖振时程分析的最大位移比按规范取值的阵静风响应分析最不利加载的最大位移要小8.2%，说明采用阵静风分析来进行抗风设计是偏安全的做法。
【图文】：

点横风向脉动风速时程曲线

点横风向脉动风速时程曲线
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U445.4;U448.23

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 曹映泓,项海帆,周颖;大跨度桥梁非线性颤振和抖振时程分析[J];广东公路交通;2000年S1期

2 袁波;曾明会;李霞昭;;基于FFT技术对脉动风的计算机模拟及其Matlab的实现[J];四川建筑科学研究;2013年05期

3 袁波;应惠清;徐佳炜;;基于线性滤波法的脉动风速模拟及其MATLAB程序的实现[J];结构工程师;2007年04期

4 曾宪武,韩大建;大跨桥梁风致抖振时域分析及在ANSYS中的实现[J];桥梁建设;2004年01期

5 岳澄;张伟;;车桥耦合气动力特性和风压分布数值模拟[J];天津大学学报;2007年01期

6 李加武,林志兴,项海帆;桥梁断面三分力系数的雷诺数效应[J];同济大学学报(自然科学版);2004年10期

7 曹映泓,项海帆,周颖;大跨度桥梁随机风场的模拟[J];土木工程学报;1998年03期

8 项海帆;结构风工程研究的现状和展望[J];振动工程学报;1997年03期

本文编号：2562459