大跨度钢桁拱桥风致响应分析

发布时间：2017-09-02 01:41

  本文关键词：大跨度钢桁拱桥风致响应分析

  更多相关文章： 大跨度钢桁拱桥 静风响应 抖振响应 时域分析

【摘要】：在近十年以来,随着我国高速铁路相关核心技术的成熟,全国各地修建了大量的高速铁路和客运专线,高速铁路的通车里程得到了显著地增加。大跨度钢桁拱桥由于刚度大、跨越能力强在高速铁路中有着广泛的运用；但是在风荷载的作用下,大跨度钢桁拱桥容易产生抖振现象。在成桥运营阶段会影响列车运行中的平顺性,降低结构的抗疲劳寿命并给乘客带来不适；在施工阶段,过大的静风和抖振响应会影响施工安全。本文基于某大跨度铁路钢桁拱桥,详细分析了成桥阶段和施工阶段该桥的静风和抖振响应。论文的主要内容和成果包括以下几个方面：1.介绍了拱桥的发展情况以及拱桥抗风研究的主要内容和方法,回顾了桥梁抖振响应的研究现状。2.详细介绍了自然风的特性以及桥梁抗风分析的基本理论,重点阐述了桥梁抖振的分析方法。3.根据大跨度钢桁拱桥的空间分布特点,将三维脉动风场简化成多个线状一维风场,并采用谐波合成法实现了对风场的模拟。通过检验模拟出来的风场,证明了该方法有效正确。4.介绍了结构动力特性分析的基本理论以及瞬态动力分析的基本方法,并采用有限元软件ANSYS建立了桥梁有限元模型。采用等效刚度法建立了等效单梁模型,通过对两种模型动力特性计算结果的对比,证明了该方法的可行性。5.详细分析了成桥阶段和施工阶段结构在设计基准风速下的静风和抖振响应,其中抖振响应采用时域分析的方法,同时分析了结构的静风和抖振位移响应随风速变化的关系。
【关键词】：大跨度钢桁拱桥 静风响应 抖振响应 时域分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441.3;U448.22
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 拱桥的发展概况10-13
• 1.2 拱桥抗风性能研究13-17
• 1.2.1 研究内容14-16
• 1.2.2 研究方法16-17
• 1.3 桥梁抖振研究现状17-19
• 1.4 本文主要研究内容19-20
• 1.4.1 论文的研究背景及意义19
• 1.4.2 本文的研究内容19-20
• 第2章 自然风和桥梁抗风理论20-33
• 2.1 自然风概况20-26
• 2.1.1 自然风的形成20-21
• 2.1.2 平均风特性21-23
• 2.1.3 脉动风特性23-26
• 2.2 风对桥梁结构的作用26-29
• 2.2.1 静力作用26-27
• 2.2.2 动力作用27-29
• 2.3 桥梁抖振分析理论29-32
• 2.3.1 频域分析方法29-31
• 2.3.2 时域分析方法31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 钢桁拱桥随机风场模拟33-47
• 3.1 随机风场概述33-34
• 3.1.1 概述33
• 3.1.2 实桥场地处风场的简化33-34
• 3.2 谐波合成法的理论基础34-38
• 3.2.1 概述34-35
• 3.2.2 谐波合成法35-38
• 3.3 大跨度钢桁拱桥风场模拟38-46
• 3.3.1 场地风特性39
• 3.3.2 脉动风速谱及相干函数39-40
• 3.3.3 主梁风场模拟40-42
• 3.3.4 拱肋风场模拟42-45
• 3.3.5 立柱风场模拟45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 结构有限元模型和动力特性计算47-62
• 4.1 结构自由振动理论47-49
• 4.1.1 自振方程的建立47-48
• 4.1.2 自振方程的一般解法48-49
• 4.2 结构动力分析理论49-51
• 4.2.1 瞬态动力分析49
• 4.2.2 一般求解方法49-51
• 4.3 模型建立及动力特性计算结果51-61
• 4.3.1 工程概况51-52
• 4.3.2 有限元模型简介52
• 4.3.3 结构的单梁等效模型52-56
• 4.3.4 两种有限元模型的动力特性对比分析56-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 成桥及施工状态风致响应分析62-96
• 5.1 静力三分力系数试验62-65
• 5.1.1 试验简介62-63
• 5.1.2 试验结果分析63-65
• 5.2 结构静风荷载响应分析65-73
• 5.2.1 成桥状态静风响应分析66-68
• 5.2.2 施工状态静风响应分析68-73
• 5.3 结构抖振响应分析73-93
• 5.3.1 成桥状态抖振响应分析74-81
• 5.3.2 施工状态抖振响应分析81-93
• 5.4 风致总响应分析93-95
• 5.5 本章小结95-96
• 结论及展望96-98
• 结论96-97
• 展望97-98
• 致谢98-99
• 参考文献99-101

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 崔巍;杨涛;;南京大胜关长江大桥六跨连续钢桁拱梁施工控制测量[J];桥梁建设;2010年01期

2 李伟强;唐俊峰;郭向荣;;特大跨度钢桁拱桥列车走行性分析[J];铁道科学与工程学报;2010年03期

3 尹传斌;;某大桥钢桁拱架的设计及应用[J];钢结构;2010年11期

4 周可夫;叶见曙;李万恒;程寿山;傅宇方;;钢桁拱桥稳定分析[J];公路;2012年03期

5 ;国内高铁单孔跨度最长钢桁拱桥东平水道桥实现合龙[J];城市道桥与防洪;2012年06期

6 李岩;;钢桁拱架设安全质量风险控制[J];铁道建筑技术;2013年02期

7 赵灿晖;李乔;卜一之;;钢桁拱桥非线性及面内极限承载力分析[J];中国铁道科学;2007年05期

8 郑群;;连续钢桁拱梁架设贯通测量[J];企业导报;2010年03期

9 李鸥;蔡子龙;蔡正东;代百华;夏汉生;;维义大桥连续钢桁拱架设的合龙技术研究[J];世界桥梁;2013年01期

10 谢利兵;;钢桁拱桥钢梁压重砼施工探讨[J];科技创新与应用;2014年02期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 陈国祥;林型瑶;;WD70B桅杆式钢桁拱上架梁起重机的研究与应用[A];第二十届全国桥梁学术会议论文集（上册）[C];2012年

2 邵长宇;;高速铁路南京越江大桥的设计构思[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集（上册）[C];2004年

3 邵长宇;;大跨度钢桁拱梁组合体系铁路桥设计与分析[A];第十六届全国桥梁学术会议论文集（上册）[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 通讯员 刘家华 王吉侠 龚海波;贵广南广铁路广州枢纽东平水道大桥合龙[N];人民铁道;2012年

2 中铁大桥局南京大胜关长江大桥项目经理 文武松;依靠科技铸造世界一流大桥[N];人民政协报;2009年

3 赵志刚 周俊 孙玉平 刘兵 王轩;钢铁巨龙舞神州[N];人民铁道;2009年

4 本报记者 许霞　张彦 赵崴;高铁技术“新体系”[N];国际商报;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 司天文;风雨联合作用下大跨钢桁拱桥桥上地铁交通行车安全性研究[D];西南交通大学;2016年

2 张嵛铭;南钦高铁大跨度钢桁拱关键施工方案研究[D];中国铁道科学研究院;2016年

3 吴磊;大跨度钢桁拱桥风致响应分析[D];西南交通大学;2016年

4 张雄;大跨组合钢桁拱桥的地震反应分析及减隔震研究[D];石家庄铁道大学;2016年

5 潘成峗;大跨度铁路新型钢桁拱桥受力性能和稳定性研究[D];中南大学;2013年

6 盖卫明;大跨度钢桁拱桥的稳定与极限承载力研究[D];中南大学;2009年

7 王桥川;大跨度钢桁拱桥行车安全性分析[D];西南交通大学;2011年

8 王正军;大跨度钢桁拱桥列车走行性研究[D];中南大学;2009年

9 袁摄桢;三主桁连续钢桁拱桥静力特性及稳定极限承载力研究[D];中南大学;2008年

10 郭双才;大跨度钢桁拱桥的结构分析[D];西南交通大学;2010年

，

本文编号：775664