大跨度連續(xù)梁橋動力特性分析.pdf

1、近幾十年來橋梁工程在我國得到了快速的發(fā)展，連續(xù)梁橋由于其自身的優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。大跨度續(xù)連續(xù)梁橋在最大施工懸臂階段結(jié)構(gòu)剛度小于成橋狀態(tài)，在風(fēng)荷載作用下可能發(fā)生較大振幅的風(fēng)致振動，有必要對最大懸臂施工階段進行抗風(fēng)分析。另外我國是地震災(zāi)害較為嚴重的國家，一旦發(fā)生地震，結(jié)構(gòu)可能遭受損壞或者倒塌，需要對結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計。本文以大連市普灣新區(qū)跨海大橋為對象，對其進行了抗風(fēng)和抗震研究，本文主要的的工作和結(jié)論如下:
　　(1)簡單介紹了構(gòu)

2、自振特性的分析方法，對普灣大橋的成橋狀態(tài)和最大懸臂施工狀態(tài)的自振特性進行了分析計算，得到了前十階陣型，為進一步的抗風(fēng)和抗震研究打下基礎(chǔ)。
　　(2)按照規(guī)范反應(yīng)譜法和時程分析法對跨海大橋進行了抗震分析，并對比研究這兩種抗震設(shè)計方法。
　　(3)簡述了粘滯阻尼器的耗能原理和恢復(fù)力模型，并采用粘滯阻尼器對本橋進行減震設(shè)計研究，結(jié)果表明粘滯阻尼器有效地消耗地震輸入能，減小結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)。
　　(4)基于CFD技術(shù)，對普灣大橋的

3、周圍繞流場進行了三維非定常數(shù)值模擬，研究了海平面干擾下的主梁氣動特性，結(jié)果表明由于普灣大橋主梁距離海平面較小，海平面對主梁周圍的流場有強烈的干擾作用，大幅增加了主梁斷面三分力系數(shù)的脈動值，而對三分力系數(shù)的平均值影響較小。同時基于模擬得到的流場分布對計算結(jié)果進行了原理分析。
　　(5)模擬了湍流風(fēng)場下普灣大橋的非定常繞流場，計算結(jié)果表明湍流風(fēng)場對主梁平均阻力系數(shù)和平均扭矩系數(shù)無明顯影響，增大了平均升力系數(shù);湍流風(fēng)場均在一定程度上增大

4、了三分力系數(shù)的脈動值。
　　(6)實現(xiàn)了聯(lián)合運用數(shù)值模擬技術(shù)和結(jié)構(gòu)有限元計算對普灣大橋風(fēng)振響應(yīng)的協(xié)同分析，結(jié)果表明非穩(wěn)態(tài)時域分析得到的最大懸臂端位移響應(yīng)峰值明顯比僅僅考慮靜風(fēng)荷載要大，脈動風(fēng)對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響是不能夠忽略的。
　　(7)通過數(shù)值模擬得到風(fēng)荷載作用下橋面風(fēng)速比分布，可以看出風(fēng)速會在距離橋面2～3m左右位置的流場分離剪切層位置發(fā)生突變，從而導(dǎo)致車輛行駛過程中產(chǎn)生較大的側(cè)傾力矩，這對行車安全是極為不利，應(yīng)予以重視