【摘 要】
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随着国家西部大开发战略的提出,西部山区交通事业高速发展,横跨峡谷地形的桥梁越来越多,且多为高墩刚构桥。波形钢腹板PC组合箱梁桥因其自身重量轻的特点越来越受欢迎,但对于正面的风作用较为敏感,容易发生振动。峡谷地形风环境较为复杂,其中抖振在任意风速条件下均可发生,桥梁在施工阶段由于结构的不完整导致刚度较小,尤其是在最大悬臂状态时,振动比较明显。受抖振响应的影响,施工期的桥梁容易发生疲劳损伤甚至结构破坏
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随着国家西部大开发战略的提出,西部山区交通事业高速发展,横跨峡谷地形的桥梁越来越多,且多为高墩刚构桥。波形钢腹板PC组合箱梁桥因其自身重量轻的特点越来越受欢迎,但对于正面的风作用较为敏感,容易发生振动。峡谷地形风环境较为复杂,其中抖振在任意风速条件下均可发生,桥梁在施工阶段由于结构的不完整导致刚度较小,尤其是在最大悬臂状态时,振动比较明显。受抖振响应的影响,施工期的桥梁容易发生疲劳损伤甚至结构破坏。成桥阶段的抖振响应也会引起桥梁结构过早的疲劳损坏。因此研究桥梁结构由风荷载引起的抖振响应十分必要。本文以胭脂河大桥为研究对象,采用Matlab软件模拟桥梁附近的脉动风场,基于Fluent模拟桥址位置处的风场环境,并应用Midas软件对桥梁进行了抖振响应研究。主要内容包括:(1)基于谐波合成法对胭脂河峡谷脉动风场进行模拟,得到桥梁周围的脉动风速,并将脉动风的功率谱与目标谱进行了比对,验证了模拟的脉动风速的精确性,可以运用到抖振响应分析中。(2)基于CFD理论,利用Gambit对胭脂河峡谷地形进行了建模,对桥址附近的风场环境进行了模拟,研究了主梁在不同风攻角下的风场分布规律,并计算了主梁断面静力三分力系数(升力((1(1)、阻力、静力矩)。(3)采用Midas软件建立胭脂河大桥主梁最大悬臂状态下和成桥阶段的有限元模型,将计算得到的节点抖振力施加到模型上,得到了桥梁的抖振响应,通过分析确定了抖振响应对桥梁结构影响最大的位置。对抖振位移时程进行了频谱分析,分析了抖振响应对桥上人员车辆舒适度的影响,通过与舒适度指标对比发现抖振响应对行车舒适度影响较小。
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