【摘 要】
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在国家交通强国战略推动下,桥梁建设不断推向复杂严峻的海域。公铁两用钢桁梁斜拉桥具有跨越大型航道贯通岛屿、同时满足公路铁路需求、建设经济性与空间利用高效性、结构轻便刚度大且透风性能好的多重优势而应用于跨海桥梁建设。同时这种桥梁结构形式及空间受力复杂,对钢桁梁斜拉桥进行静动力分析和抗风稳定性研究具有重要意义。本文以平潭公铁两用跨海大桥—大小练岛水道桥为工程背景,进行成桥和施工阶段分析。对倒梯形钢桁梁截
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在国家交通强国战略推动下,桥梁建设不断推向复杂严峻的海域。公铁两用钢桁梁斜拉桥具有跨越大型航道贯通岛屿、同时满足公路铁路需求、建设经济性与空间利用高效性、结构轻便刚度大且透风性能好的多重优势而应用于跨海桥梁建设。同时这种桥梁结构形式及空间受力复杂,对钢桁梁斜拉桥进行静动力分析和抗风稳定性研究具有重要意义。本文以平潭公铁两用跨海大桥—大小练岛水道桥为工程背景,进行成桥和施工阶段分析。对倒梯形钢桁梁截面进行CFD数值模拟识别主梁静气动力系数。研究了桥梁结构抗风稳定性能。主要工作及成果如下:（1）结合国内外公铁两用钢桁梁斜拉桥发展成果。回顾斜拉桥计算理论、风致振动、抗风研究等问题研究现状。阐明对大跨钢桁梁斜拉桥进行静动力分析及抗风稳定性研究的意义。（2）以影响矩阵法为理论基础,采用Midas/Civil有限元软件计算斜拉桥合理成桥状态;基于合理成桥状态对斜拉桥施工阶段进行正装迭代分析,计算了成桥及施工阶段的静力响应和动力特性,结合计算结果分析钢桁梁斜拉桥受力特性和振型特点。（3）采用基于计算流体力学理论的数值模拟技术对钢桁梁斜拉桥主梁断面模型进行静气动力系数识别;并考虑不同风攻角对主梁静气动力系数的影响,与风洞试验对比验证数值模拟结果精确度;分析计算结果以研究钢桁梁断面气动稳定性能。（4）介绍大跨度斜拉桥静风失稳破坏机理;对斜拉桥成桥与施工最大单悬臂状态进行设计静风响应和静风失稳全过程分析,验算了钢桁梁斜拉桥静风稳定性;研究结构失稳机理,比较不同风攻角对桥梁静风失稳影响。（5）结合颤振分析理论对结构进行颤振临界风速估算,研究桥梁颤振稳定性能。结果表明:该钢桁梁斜拉桥成桥和施工阶段结构静力响应满足要求;主梁静气动力系数数值模拟结果精度符合要求;桥梁静风失稳风速远大于设计风速,颤振临界风速大于设计检验风速,结构抗风验算安全。
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