高墩大跨連續(xù)剛構橋等效風荷載研究.pdf

1、大跨連續(xù)剛構橋在成橋運營階段剛度較大，具有較強的抗風能力，然而在最大雙懸臂階段由于橋墩較柔、剛度較低，在風荷載作用下將在柔性墩的底部產生較大的內力。對大跨柔性橋梁結構，在風荷載作用下的內力一般由兩部分組成:一是平均風作用下在結構中產生的靜風內力，二是由于風的紊流成份誘發(fā)結構抖振而產生的動內力。靜風內力屬靜力范疇，而動風內力相對復雜，需要考慮多種因素，包括脈動風的空間相關及其動力特征、結構自身的動力特性、氣動阻尼、氣動剛度等，一般采用風洞

2、試驗或者時域和頻率的抖振分析進行研究。但在初步階段，采用上述兩種計算方法并不現(xiàn)實。因此，對于大跨連續(xù)剛構橋施工階段的風荷載，建立一種正確且簡便的方法是十分必要的，這種方法適用于大跨連續(xù)剛構橋的初步設計，也適用于跨徑較小的連續(xù)體系橋梁的風荷載計算。
　　 本文以蔡家溝大橋和壩陵河初步設計方案最大懸臂狀態(tài)為研究對象，基于高墩連續(xù)剛構橋的特點，分主梁風荷載和橋墩風荷載，探討其墩底橫橋向彎矩和剪力及主梁懸臂根部橫橋向彎矩和剪力的等效風荷

3、載的實用簡化計算方法，并以計算結果與抖振響應頻域分析、時域分析結果及規(guī)范上規(guī)定算法進行對比，驗證所提出簡化計算方法的安全可靠與實用方便性。
　　 本論文的主要工作有以下幾方面:
　　 首先回顧了橋梁順風向等效風荷載計算的基本理論，指出了各自的優(yōu)點以及不足之處?？偟牡刃эL荷載可分為平均風荷載，背景響應風荷載和慣性風荷載三個部分。我們對得到的三種響應進行組合，就可以得到均勻分布的等效風荷載。根據(jù)得到的陣風響應系數(shù)，就可以方便

4、的得出所需的某種響應值。
　　 其二，以蔡家溝大橋和壩陵河初步方案剛構橋為工程實例，由高墩大跨連續(xù)剛構橋懸臂施工狀態(tài)的特點，得出目標響應的影響函數(shù)和振型函數(shù)，將風荷載分為橋梁風荷載和橋墩風荷載，詳細說明了等效風荷載簡化算法中各參數(shù)的計算和簡化過程。
　　 其三，采用ANSYS有限元分析程序，建立了高墩大跨連續(xù)剛構橋抖振時域計算模型和頻域計算模型，以本文兩個工程背景為例進行了計算分析。將利用上述方法及規(guī)范方法計算所得結果與