本文關鍵詞：大跨度鋼桁拱橋風致響應分析

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【摘要】：在近十年以來,隨著我國高速鐵路相關核心技術的成熟,全國各地修建了大量的高速鐵路和客運專線,高速鐵路的通車里程得到了顯著地增加。大跨度鋼桁拱橋由于剛度大、跨越能力強在高速鐵路中有著廣泛的運用；但是在風荷載的作用下,大跨度鋼桁拱橋容易產(chǎn)生抖振現(xiàn)象。在成橋運營階段會影響列車運行中的平順性,降低結(jié)構(gòu)的抗疲勞壽命并給乘客帶來不適；在施工階段,過大的靜風和抖振響應會影響施工安全。本文基于某大跨度鐵路鋼桁拱橋,詳細分析了成橋階段和施工階段該橋的靜風和抖振響應。論文的主要內(nèi)容和成果包括以下幾個方面：1.介紹了拱橋的發(fā)展情況以及拱橋抗風研究的主要內(nèi)容和方法,回顧了橋梁抖振響應的研究現(xiàn)狀。2.詳細介紹了自然風的特性以及橋梁抗風分析的基本理論,重點闡述了橋梁抖振的分析方法。3.根據(jù)大跨度鋼桁拱橋的空間分布特點,將三維脈動風場簡化成多個線狀一維風場,并采用諧波合成法實現(xiàn)了對風場的模擬。通過檢驗模擬出來的風場,證明了該方法有效正確。4.介紹了結(jié)構(gòu)動力特性分析的基本理論以及瞬態(tài)動力分析的基本方法,并采用有限元軟件ANSYS建立了橋梁有限元模型。采用等效剛度法建立了等效單梁模型,通過對兩種模型動力特性計算結(jié)果的對比,證明了該方法的可行性。5.詳細分析了成橋階段和施工階段結(jié)構(gòu)在設計基準風速下的靜風和抖振響應,其中抖振響應采用時域分析的方法,同時分析了結(jié)構(gòu)的靜風和抖振位移響應隨風速變化的關系。
【關鍵詞】：大跨度鋼桁拱橋 靜風響應 抖振響應 時域分析
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441.3;U448.22
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 拱橋的發(fā)展概況10-13
• 1.2 拱橋抗風性能研究13-17
• 1.2.1 研究內(nèi)容14-16
• 1.2.2 研究方法16-17
• 1.3 橋梁抖振研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4.1 論文的研究背景及意義19
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容19-20
• 第2章 自然風和橋梁抗風理論20-33
• 2.1 自然風概況20-26
• 2.1.1 自然風的形成20-21
• 2.1.2 平均風特性21-23
• 2.1.3 脈動風特性23-26
• 2.2 風對橋梁結(jié)構(gòu)的作用26-29
• 2.2.1 靜力作用26-27
• 2.2.2 動力作用27-29
• 2.3 橋梁抖振分析理論29-32
• 2.3.1 頻域分析方法29-31
• 2.3.2 時域分析方法31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 鋼桁拱橋隨機風場模擬33-47
• 3.1 隨機風場概述33-34
• 3.1.1 概述33
• 3.1.2 實橋場地處風場的簡化33-34
• 3.2 諧波合成法的理論基礎34-38
• 3.2.1 概述34-35
• 3.2.2 諧波合成法35-38
• 3.3 大跨度鋼桁拱橋風場模擬38-46
• 3.3.1 場地風特性39
• 3.3.2 脈動風速譜及相干函數(shù)39-40
• 3.3.3 主梁風場模擬40-42
• 3.3.4 拱肋風場模擬42-45
• 3.3.5 立柱風場模擬45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 結(jié)構(gòu)有限元模型和動力特性計算47-62
• 4.1 結(jié)構(gòu)自由振動理論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 結(jié)構(gòu)動力分析理論49-51
• 4.2.1 瞬態(tài)動力分析49
• 4.2.2 一般求解方法49-51
• 4.3 模型建立及動力特性計算結(jié)果51-61
• 4.3.1 工程概況51-52
• 4.3.2 有限元模型簡介52
• 4.3.3 結(jié)構(gòu)的單梁等效模型52-56
• 4.3.4 兩種有限元模型的動力特性對比分析56-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 成橋及施工狀態(tài)風致響應分析62-96
• 5.1 靜力三分力系數(shù)試驗62-65
• 5.1.1 試驗簡介62-63
• 5.1.2 試驗結(jié)果分析63-65
• 5.2 結(jié)構(gòu)靜風荷載響應分析65-73
• 5.2.1 成橋狀態(tài)靜風響應分析66-68
• 5.2.2 施工狀態(tài)靜風響應分析68-73
• 5.3 結(jié)構(gòu)抖振響應分析73-93
• 5.3.1 成橋狀態(tài)抖振響應分析74-81
• 5.3.2 施工狀態(tài)抖振響應分析81-93
• 5.4 風致總響應分析93-95
• 5.5 本章小結(jié)95-96
• 結(jié)論及展望96-98
• 結(jié)論96-97
• 展望97-98
• 致謝98-99
• 參考文獻99-101

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本文編號：775664