基于虛擬樣機(jī)的橋梁施工掛籃系統(tǒng)風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、20世紀(jì)50年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展已經(jīng)為工程設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化技術(shù)帶來了全面的變革。計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、軟件等技術(shù)的不斷結(jié)合、融合，推動(dòng)著設(shè)計(jì)理念、理論、方法、技術(shù)乃至工具的進(jìn)步，設(shè)計(jì)理論研究和新技術(shù)應(yīng)用空前繁榮，虛擬樣機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的手段。 橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法，在20世紀(jì)70年代以后隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，并發(fā)生了重大的變革。在鋼筋混

2、凝土橋梁的時(shí)代，主要的施工方法就是澆注。由于橋梁類型增加和跨徑增大，構(gòu)件生產(chǎn)的預(yù)制化，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步以及機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，由此引起了橋梁施工方法的進(jìn)步和發(fā)展，形成了多樣的施工方法。除了一些特殊的施工方法外，大致可以分為預(yù)制安裝法和現(xiàn)澆注法兩大類，施工掛籃是現(xiàn)澆注中懸臂澆注常用的施工設(shè)備。 像施工掛籃這類高空作業(yè)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量小，柔性大，阻尼小，自振頻率低，風(fēng)載荷往往是設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮的載荷，我國現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范對(duì)于大跨

3、度鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)只做了一些簡單的定性規(guī)定，還沒有給出具體的計(jì)算公式。這是因?yàn)榇罂缍瓤臻g結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜，表面體型系數(shù)和參振模態(tài)截取數(shù)不易把握等客觀條件限制，在這類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中工程師往往參照以往的經(jīng)驗(yàn)值指定風(fēng)振系數(shù)，具有很大的任意性。因此大跨度空間結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析是目前研究的熱點(diǎn)之一，目前，大跨度空間結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析主要用兩種方法：頻域法和時(shí)域法。本文基于虛擬樣機(jī)技術(shù)，利用UG、ADAMS、ANSYS軟件平臺(tái)，建立了施工掛籃系統(tǒng)的三維數(shù)字化虛擬樣機(jī)，

4、并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)分析。 論文的主要內(nèi)容包括：研究風(fēng)載荷的特性和表述，使用三維實(shí)體造型軟件UG，建立了施工掛籃系統(tǒng)的三維實(shí)體模型，并將施工掛籃系統(tǒng)的三維實(shí)體模型導(dǎo)入ADAMS軟件；利用有限元軟件ANSYS對(duì)承載平臺(tái)、模板系統(tǒng)和拱架進(jìn)行模態(tài)計(jì)算，建立模態(tài)中性文件，導(dǎo)入ADAMS生成柔性體，對(duì)各個(gè)部件施加約束和激勵(lì)進(jìn)行多柔體振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算。 本文有關(guān)內(nèi)容和結(jié)論能為工程設(shè)計(jì)和正在探索中的大跨度鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的研究提供