大跨度悬索桥施工阶段静风稳定性分析

论文摘要

悬索桥作为大跨径桥梁的主要型式,结构自重轻,整体刚度低,在强风作用下,容易发生静力不稳定现象。特别在施工阶段,加劲梁梁段之间是临时铰接的,刚度要比成桥状态小很多,静风失稳临界风速更低,且风速可能低于动力失稳临界风速。对施工阶段大跨度悬索桥进行静风稳定性研究,具有一定的工程实际意义。首先,介绍了静风稳定的两类稳定理论,即现行《公路桥梁抗风设计规范》中计算桥梁结构静风失稳临界风速的线性方法和基于有限元理论的非线性分析方法。在考虑结构的几何非线性及静风荷载的非线性的基础上,利用有限元分析软件编制了大跨度悬索桥静风稳定计算程序。其次,以主跨1418m的南京四桥作为工程背景,利用所编程序对该桥成桥和施工状态进行了静风稳定性全过程分析,研究了不同初始风攻角、三分力系数组合、主梁架设方法的影响,并分析失稳临界风速下的结构的非线性行为。最后,在考虑风速空间分布的基础上,对悬索桥成桥和施工状态进行了静风稳定性全过程分析。通过结果的对比分析,不考虑风速的空间分布进行静风稳定分析是偏于安全的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 悬索桥空气静力稳定理论回顾
• 1.3 悬索桥施工过程抗风研究
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 桥梁结构静风稳定性分析理论
• 2.1 引言
• 2.2 静风稳定性分析理论分类
• 2.2.1 第一类稳定理论
• 2.2.2 第二类稳定理论
• 2.3 静风荷载描述
• 2.4 静风稳定性线性分析方法
• 2.4.1 侧倾失稳
• 2.4.2 扭转发散
• 2.5 静风稳定性非线性分析方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 大跨度悬索桥静风稳定性分析
• 3.1 引言
• 3.2 有限元计算模型及参数
• 3.3 成桥状态静风失稳全过程分析
• 3.4 失稳临界状态下结构非线性表现
• 3.5 初始风攻角的影响
• 3.5.1 各种初始风攻角下结果对比分析
• 3.5.2 ±3°初始攻角下静风稳定性分析
• 3.6 三分力系数组合的影响
• 3.7 线性分析方法
• 3.8 本章小结
• 第4章 南京四桥施工阶段静风稳定性分析
• 4.1 引言
• 4.2 施工阶段静风稳定性分析
• 4.2.1 施工全过程分析
• 4.2.2 初始攻角的影响
• 4.2.3 施工阶段具体分析
• 4.3 不同施工方案对比分析
• 4.3.1 方案一
• 4.3.2 方案二
• 4.3.3 各方案比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 考虑风速空间分布的静风稳定性分析
• 5.1 引言
• 5.2 考虑风速空间分布的成桥状态静风稳定性分析
• 1的影响'>5.2.1 风场宽度参数L₁的影响
• 5.2.2 风场非对称参数e的影响
• 5.2.3 成桥状态静风失稳全过程分析
• 5.3 考虑风速空间分布的施工状态静风稳定性分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献