高墩波形钢腹板PC箱梁桥施工期峡谷地形风致响应研究

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随着我国大力发展交通事业,波形钢腹板PC组合箱梁桥广泛应用在深沟峡谷等地区。山区峡谷地形复杂,峡谷风场受到地形干扰,会形成峡谷风等效应。自然风中的紊流分量会引起结构的风致抖振,波形钢腹板PC组合箱梁桥在施工期刚度小,受到风荷载容易发生疲劳损伤甚至结构破坏。因此,波形钢腹板在施工期受到平均风和脉动风作用时,研究结构的受到的风荷载和风致响应十分必要。本文以胭脂河大桥为研究对象,采用Matlab软件模拟峡谷的脉动风场,在Fluent中模拟得到波形钢腹板的表面风荷载,并应用Midas软件计算钢腹板受到静力荷载和动力荷载的响应研究。主要包括:1、基于谐波合成法对胭脂河峡谷脉动风场进行模拟,得到大桥主梁悬臂段的脉动风速,并对脉动风速的功率谱和目标谱进行比对,证明谐波合成法模拟脉动风速符合计算要求。2、应用Globalmapper和Imageware等地理数据软件得到胭脂河峡谷地形模型,通过CFD软件模拟峡谷地形下的风场,采用Realizable k-?湍流模型,模拟得到了峡谷地形表面风压、风速的分布规律和大桥施工期峡谷风场参数。计算得到波形钢腹板受到平均风和脉动风时,钢腹板的施工期表面风荷载。3、采用Midas软件建立波形钢腹板模型,将计算得到的静风荷载施加在模型中,得到波形钢腹板的静风荷载下的响应。将模拟脉动风作用下得到的脉动荷载施加在模型中,得到了波形钢腹板在施工阶段的抖振响应。
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