五连跨无风撑钢管混凝土斜靠拱桥抗风性能研究

摘要

近年来钢管混凝土拱桥在我国得到了迅速发展，然而钢管混凝土拱桥设计计算理论的发展现状相对落后于工程实践，在结构抗风的静力分析和动力分析方面的探索也要落后于其他桥型研究。目前钢管混凝土拱桥正朝大跨、轻型的方向发展，因此，钢管混凝土拱桥的抗风性能日益引起重视。 潮州市韩江北桥是五连跨无风撑钢管混凝土斜靠拱桥，是目前世界上跨度最大的无风撑钢管混凝土拱桥，其结构新颖，具有一定的代表性。本文是以韩江北桥为背景进行，利用Ansys软件建立了该桥整体以及A、B、C各单跨的空间有限元模型，分别计算全桥及各单跨模型在无风载作用时拱肋应力、位移和稳定系数、失稳形式的对应情况，验证连跨结构对钢管混凝土拱桥的影响；计算分析全桥在不同风攻角的静风荷载作用下拱肋内力、应力和稳定系数、失稳形式；计算分析了全桥的自振频率和振型以及全桥在模拟紊流风的作用下的内力、位移和其他动力特性，验证了韩江北桥采用无风撑斜靠拱肋的连拱结构在无风、静风和动风三种情况的结构特性及安全性，为今后进一步研究这类结构提供参考。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1桥梁抗风研究的发展和现状

1.2钢管混凝土拱桥的发展及抗风研究的意义

1.3论文的主要内容介绍

第二章风荷载

2.1风的特征

2.2风对桥梁结构的作用

第三章韩江北桥有限元模型的建立

3.1 Ansys及其相关单元简介

3.1.1 Ansys简介

3.1.2 Ansys相关单元简介

3.2韩江北桥工程概况

3.3韩江北桥有限元模型的建立

3.3.1钢管混凝土拱桥有限元模型简化分析

3.3.2韩江北桥有限元模型

第四章韩江北桥无风载结构计算分析

4.1韩江北桥无风载作用时内力、应力及位移比较分析

4.2韩江北桥无风载作用时稳定性分析

4.2.1韩江北桥单跨模型无风载作用时稳定性分析

4.2.2韩江北桥五连跨整体模型无风载作用时稳定性分析

4.3小结

第五章韩江北桥静风荷载计算分析

5.1桥梁静风荷载理论分析

5.1.1作用在主梁上的静风荷载

5.1.2作用在吊杆上的静风荷载

5.1.3静力风荷载的对变形依赖性

5.2韩江北桥静风荷载有限元计算

5.3韩江北桥静风荷载计算及结果分析

5.3.1 -5°攻角静风荷载作用时力学性能计算

5.3.2 0°攻角静风荷载作用时力学性能计算

5.3.3 5°攻角静风荷载作用时力学性能计算

5.3.4静风荷载下风攻角改变对桥面板受力的影响

5.3.5小结

第六章韩江北桥风荷载动力特性计算分析

6.1桥梁风荷载动力特性的理论分析

6.2钢管混凝土拱桥风荷载动力特性的有限元计算

6.2.1动力分析类型介绍

6.2.2钢管混凝土拱桥的动力分析

6.3韩江北桥风荷载动力特性的计算结果分析

6.3.1韩江北桥自振特性计算

6.3.2韩江北桥动风荷载计算

6.4小结

第七章结论及展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

个人简历和在学期间发表的学术论文