大跨度斜拉桥风-车-桥动力响应及拉索疲劳可靠性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aa654518
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着斜拉桥跨径增大,其结构更趋轻薄长细化,结构在交通和风荷载作用下的动力响应研究已成为工程界关注的热点问题。目前针对大跨斜拉桥综合考虑风-车-桥系统相互作用的深入研究开展较少,对车辆、桥梁和风荷载相互作用的过程中,车辆运行的安全性、舒适性问题、拉索的疲劳可靠性和桥梁动力响应的特点和规律缺乏科学的预测和评价。动力风载、车辆和桥梁构成了一个相互作用的复杂动力系统,研究该系统的振动响应机理和规律将对斜拉桥的安全运营、科学维护和保障交通安全起到重要的作用。本文围绕斜拉桥风-车-桥动力响应这一核心,对所涉及相关问题进行了分析研究。  在推导复杂车辆模型的动力方程基础上,基于模态综合分析理论,建立了大跨径斜拉桥车桥动力响应计算模型,运用Matlab编制了斜拉桥车桥动力分析程序。对单车及车队荷载下斜拉桥车桥动力响应规律进行了分析研究,探讨了斜拉桥车队荷载下的共振条件和机理,对车辆振动响应舒适性进行了分析和评价,为同类桥梁的设计和维护提出建议。  结合自然风的相关特性,采用谱解法进行了斜拉桥空间脉动风场模拟,给出了极值风速概率模型。提出一种能够全面考虑气动阻尼和气动刚度效应斜拉桥时域抖振分析实用方法,并编制了相关的分析程序。在此基础上,基于国内外现有结构动力可靠性领域的新近研究成果,开展了斜拉桥抖振概率分析研究。推导并给出了一次强风作用下、设计使用期内的动力可靠性计算公式和过程。对斜拉桥结构体系动力可靠性进行了初步的探索性研究,并基于时变抗力模型,对斜拉桥时变动力可靠性进行了分析研究。  以车桥动力分析和抖振分析研究为基础,提出一种全面考虑车桥动力风效应的斜拉桥风-车-桥动力响应分析方法,并编制了计算分析程序,对风-车-桥系统的作用机理和影响系统动力响应的多种因素进行了深入的分析研究,指出了风-车-桥系统中桥梁结构和车辆的动力响应规律;建立了强风下车辆过桥的安全分析模型,对不同气象条件下和风速下影响安全的相关因素进行了分析,为复杂气象条件下大跨斜拉桥耐久性、安全性研究和保障灾害气象条件下的交通顺畅提供了重要的参考和有益的建议。  以国内某大跨度斜拉桥为例,开展了大跨桥梁车辆荷载谱研究。给出了随机车辆荷载数据采集、统计分析和数值模拟的方法,基于蒙特卡洛原理编制了车辆荷载数值模拟程序。提出针对特定大跨桥梁车辆荷载的随机过程模型建立的过程和方法。为大跨桥梁的状态评估和疲劳损伤分析奠定基础。  对大跨斜拉桥拉索的疲劳可靠性进行了分析研究。综合考虑了风载和拉索弯曲附加应力的影响,进行了斜拉索疲劳可靠性分析评价,研究结果为拉索系统的维护和检测提出了建议。
其他文献
近来,越来越多的高层建筑都采用了型钢高强混凝土结构。这种结构形式可以更好的发挥型钢、混凝土的性能。节点是连接梁和柱的关键部位,梁和柱的内力通过节点传递。型钢高强混
粗粒土在堆石坝工程中应用非常广泛,不同粗粒土的工程特性研究已经成为堆石坝工程的一项重要研究内容。在堆石坝的有限元计算中大多采用邓肯一张模型,然而邓肯一张模型能否反映
单层球面网壳结构以其受力合理,刚度大,重量轻,造价低,结构形式新颖丰富,生动活泼,能够满足人们对大跨度高性能空间结构的需求,继而倍受建筑师们的青睐,目前在国内外正被广泛
随着60°冷弯薄壁角钢在塔架结构中的应用,其稳定性能的研究也就显得日益突出。本文对两端铰接和单面连接轴心受压的60°冷弯等边单角钢的稳定性能进行研究,主要内容如下:(1)
本文发展了一种新型9节点四边形曲壳单元。单元的局部坐标系采用了先进的协同转动框架,它能随单元的刚体转动和平动而运动,但不受单元变形的影响,从而在计算单元节点位移时可
索驳玻璃幕墙越来越多地被用作建筑的外墙围护,但我国幕墙次结构设计和建筑主体结构设计由不同的单位完成,这种各自独立设计的体制和方法,造成无人为两者的相互影响负责。本
抗滑桩是大型边(滑)坡加固中常用的支挡结构。抗滑桩一般采用人工开挖的大断面矩形桩,此种抗滑桩的缺点是施工周期长,开挖扰动大,在雨季和饱水地层中施工时,孔内施工人员的安
圆柱形钢储罐通常由底板、圆柱壳、固定或浮动顶盖组成,广泛应用于固体和液体的存储。实际工程中的许多储罐往往是变壁厚的,即壁厚沿储罐高度自下而上递减。建造在软土地基上
近年来,随着高放性核废料深层处置的工程需要,击实膨胀土的于湿循环变形特性研究成了新的热点。本文开展了对高庙子膨润土和砂混合试样浸水饱和-蒸发干燥的湿循环试验,研究了
钢管是大跨度公共建筑、中高层建筑中广泛采用的构件型式。钢管结构与其他钢结构的重要不同在于管与管连接的设计。钢管构件之间的连接通常采用相贯节点型式,即将一构件直接焊