轉體施工T形剛構橋抗風性能研究.pdf

1、分類號 密 級 UDC 學校代碼 10497 學 位 論 文 題 目 轉體施工 T 形剛構橋抗風性能研究 英 文 Study on Wind-Resistance Behavior of Rotation 題 目 Constructed T-Shaped Rigid Frame Bridge 研究生姓名 黃偉文 姓名 張 謝 東 職稱 教授 學位 博士 單位名稱 武漢理工大學交通學院 郵編 430063 申請學位級

2、別 碩 士 學科專業(yè)名稱公路橋梁與渡河工程 論文提交日期 2014 年 04 月 論文答辯日期 2014 年 5 月 26 日 學位授予單位 武漢理工大學 學位授予日期 答辯委員會主席 評閱人 2014 年 05 月 指導教師 武漢理工大學碩士學位論文 I 摘 要 隨著橋梁建設技術的蓬勃發(fā)展， 各種獨具特色的施工工藝陸續(xù)被發(fā)明。 轉體施工就是這樣一種工藝，它解決了施工阻礙原有線路交通這一難題。但是，隨著技術的成熟，轉體的跨度越來越

3、大，結構越來越輕柔化，結構對風的作用也就越來越敏感。采用平轉施工的 T 形剛構橋梁在轉體之前，拆除施工支架，處于大懸臂狀態(tài)，結構剛度較小，在風的作用下穩(wěn)定性較差。本文結合位于內(nèi)蒙古集寧市的京包鐵路分離式立交橋，橋址處多陣風且風速較大，分析該轉體施工 T 形剛構橋梁的抗風性能，具有較大的實踐意義，也為此類結構的抗風研究提供理論價值。本文主要研究內(nèi)容及成果如下： （1） 應用編程軟件 MATLAB， 采用 AR 自回歸模型模擬了脈動風時程風

4、速，得到各模擬點的橫橋向脈動風速時程曲線及豎向脈動風速時程曲線，并進行了譜相關性檢驗，證明了模擬譜的可靠性。 （2）在計算流體力學理論的基礎上，利用 FLUENT 及其前處理軟件GAMBIT 建立主梁斷面二維模型，計算并提取不同風攻角下斷面的靜力三分力系數(shù)，分析其變化規(guī)律。 （3）以京包鐵路分離式立交橋為工程實例，利用 ANSYS 建立其 T 構梁段有限元模型，對比分析其最大懸臂狀態(tài)和成橋狀態(tài)的動力特性，判斷最大懸臂狀態(tài)剛度較小、穩(wěn)定性

5、較差，為最不利工況。對最不利工況進行陣靜風響應分析，得到靜風作用下最大內(nèi)力和最大位移。 （4）根據(jù)脈動風速時程將抖振力時域化處理，將風場作用下的氣動力分解為靜風力、抖振力和自激力分別對結構加載，進行轉體施工 T 形剛構梁段的抖振時域分析，得到其時程位移響應曲線。 根據(jù)本文的研究成果， 對該轉體橋起控制作用的為前三階振型， 其最不利工況為最大懸臂階段。由靜風響應分析的內(nèi)力結果可以看出，風荷載的作用是不可忽略的。對比抖振時域分析與陣靜風響應