拱塔斜拉桥风致振动响应分析研究

摘要

桥梁抗风研究的主要目的是为了确保结构的气动稳定性和静风稳定性以及将结构抖振响应的振幅限制在允许范围内，以保证结构在使用上的安全性和舒适性。
　　 本文以某拱塔斜拉桥为研究对象，对其抗风性能进行了研究，尤其是对桥梁结构的静风响应、静风稳定性和抖振响应进行了分析和研究。主要进行了以下几方面的工作：
　　 1.对桥梁风致振动的研究现状进行简要描述，阐述了桥梁抗风主要问题、桥梁静风力和抖振分析的基本理论。
　　 2.对斜拉桥的非线性动力分析理论的研究及模拟方法进行描述，建立考虑几何非线性的斜拉桥空间计算模型，找到其合理的成桥状态，并对本桥的结构动力特性进行分析。
　　 3.对斜拉桥静风响应进行分析，通过对斜拉桥施加静力风荷载分别计算得到成桥状态、最大单悬臂状态和最大双悬臂状态三种不同阶段桥梁结构的位移响应和内力响应。
　　 4.采用修正的增量与内外两重迭代方法和时程分析方法，进行了斜拉桥非线性静风稳定性分析，界定了斜拉桥静风失稳类型，讨论了斜拉桥静风失稳形态、失稳机理等与静风稳定性相互影响的问题。
　　 5.针对不同阶段桥梁静风和抖振响应分析的结果进行了汇总和比较。并给出了本次研究得出的一些有益的结论。
　　 通过本项研究，加深了对拱塔斜拉桥抗风性能的认识，初步掌握了桥梁静风响应、静风稳定性以及抖振响应的计算原理和方法。对今后的类似桥梁设计有着指导性的意义。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

1.1斜拉桥的发展和前景展望

1.2斜拉桥的结构体系和构造特点

1.3桥梁抗风的主要问题

1.4论文主要的研究内容和方法

第二章桥梁风振理论和设计风参数

2.1桥梁颤振的研究

2.2颤振理论分析方法的发展

2.3桥梁抖振的研究

2.4抖振理论分析方法的发展

2.5静风稳定分析

2.6基本风速与设计基准风速的确定

第三章大跨度斜拉桥非线性动力特性分析

3.1 斜拉桥几何非线性的影响因素

3.2斜拉桥几何非线性的模拟

3.3几何非线性求解方法

3.4结构动力特性分析

第四章斜拉桥静风响应分析

4.1静风荷载计算

4.2成桥状态静风响应分析

4.3最大单悬臂和最大双悬臂状态静风响应分析

4.4本章小结

第五章斜拉桥静风稳定性分析

5.1 前言

5.2三维非线性空气静力稳定性分析方法与程序实现

5.3拱塔斜拉桥静风稳定性分析

5.4本章小结

第六章斜拉桥抖振响应分析

6.1 时域风荷载模型处理

6.2结构阻尼的处理

6.3非线性因素的处理

6.4拱塔斜拉桥抖振响应分析

6.5本章小结

第七章结论与展望

7.1主要研究工作和结论

7.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文