非常規(guī)荷載運輸皮帶斜拉桁架橋抗風(fēng)性能研究.pdf

1、隨著設(shè)計理論的發(fā)展、建筑材料及施工技術(shù)的進步，不僅大跨度橋梁有著極速的發(fā)展，特殊用橋也與時俱進各自呈現(xiàn)自己的特色。泰山中聯(lián)水泥有限公司的石灰石運輸皮帶通廊全長5000多米，線路跨越了多條公路，鐵路和河流村莊，是山東省內(nèi)最長的運輸皮帶。運輸通廊皮帶支架采用了桁架結(jié)構(gòu)形式，并在多處選用了大跨度結(jié)構(gòu)來滿足橋下交通和設(shè)施的設(shè)置問題。運輸皮帶通廊桁架結(jié)構(gòu)具有跨度大，體積重量小的特點，所以，風(fēng)荷載作用對結(jié)構(gòu)性能的影響，很有必要進行預(yù)測評估。同時，隨

2、著計算機的迅猛發(fā)展，以計算流體力學(xué)為基礎(chǔ)的數(shù)值方法和有限元軟件在不斷更新發(fā)展，使其慢慢成為一種有效手段進行研究橋梁抗風(fēng)問題。本文借助數(shù)值分析方法，選用通廊運輸皮帶中跨度最大的斜拉桁架橋作為分析對象，模擬分析和探討了其在風(fēng)荷載作用下靜動力性能。
　　文章的主要工作包括如下幾個方面：
　　（1）利用FLUENT軟件中的三種湍流模型對所研究的斜拉桁架橋在不同斷面下的靜力三分力系數(shù)進行了模擬，通過對比分析，選用了對后文分析斜拉桁架橋

3、抗風(fēng)性能具有更高安全性的k-ε湍流模型模擬得到的在不同攻角下三分力系數(shù)數(shù)值，作為抗風(fēng)性能分析參數(shù)基礎(chǔ)。
　?。?）介紹了橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性分析研究方法，并選用具有較高精度的非線性靜風(fēng)穩(wěn)定分析修正的增量與內(nèi)外兩重迭代方法對ANSYS有限元軟件進行編程，模擬研究了斜拉桁架橋靜風(fēng)穩(wěn)定性，模擬結(jié)果表明斜拉桁架橋具良好的靜風(fēng)穩(wěn)定性，同時對比分析發(fā)現(xiàn)運營荷載，主梁圍擋結(jié)構(gòu)和不同風(fēng)攻角均對斜拉桁架橋的靜風(fēng)穩(wěn)定性有很大影響。
　　（3）利用AN

4、SYS軟件對所研究的斜拉桁架橋進行了模態(tài)分析，介紹了梁的馳振穩(wěn)定性研究，并運用經(jīng)典馳振理論對橋梁主梁結(jié)構(gòu)一階振型下和在不同風(fēng)攻角下的斜拉桁架橋馳振臨界風(fēng)速進行了預(yù)測，結(jié)果表明斜拉桁架橋具有較好的馳振穩(wěn)定性。
　?。?）介紹了三維空間脈動風(fēng)場的模擬，并運用MATLAB軟件對線性濾波法進行編程模擬了三維脈動風(fēng)場，通過不同模擬點風(fēng)速功率譜與目標譜比較，發(fā)現(xiàn)模擬風(fēng)譜值與目標風(fēng)譜值吻合良好，可以為下面進行抖振分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
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5、5）利用MATLAB軟件對由k-ε湍流模型模擬得到的靜力三分力系數(shù)進行了多項式擬合，經(jīng)過多次試算后選擇了具有較高精確度的四階擬合結(jié)果，由此計算了三分力系數(shù)導(dǎo)數(shù)，為抖振分析提供了參數(shù)基礎(chǔ)。
　?。?）介紹了抖振時域分析方法，運用ANSYS軟件對不同條件下的斜拉桁架橋進行了線性抖振時域模擬分析，分析表明脈動風(fēng)荷載下斜拉桁架橋的抖振響應(yīng)遠大于靜風(fēng)荷載響應(yīng)，脈動風(fēng)作用情況不可忽略，同時對比分析發(fā)現(xiàn)主梁圍擋結(jié)構(gòu)和運營荷載對抖振響應(yīng)時程變化也