大跨度连续刚构双幅桥抖振响应气动干扰效应研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhongxinyi1986
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随着国家西部大开发战略的顺利实施,我国交通建设事业迎来了极大发展。为了满足经济社会发展日益增加的交通需求,高等级公路常常以上、下并列分离式双幅桥的形式出现,高墩大跨度连续刚构双幅桥成为跨越崇山峻岭的首选桥型。与单幅桥不同,高墩大跨双幅桥在强风作用下,上游桥梁可能产生较大的尾流振动,对下游桥梁的动力响应既可能增强也可能抑制,因此研究双幅桥风致振动干扰效应,具有十分重要的价值。本文以某特大桥为工程背景,首先针对大跨度连续刚构桥在施工过程中可能发生的安全问题,分别以主梁悬臂端横向位移响应根方差和均值为研究对象,通过施工阶段最大双悬臂状态下的气弹模型风洞试验,得到单双幅桥在C类地貌紊流场下的位移响应数据,并分析了主梁净间距、风偏角、风攻角、顺桥向错位及高差5个因素对风致振动干扰效应的影响。结果表明,双幅桥的下游桥梁比上游桥梁受到气动干扰效应的影响更大;当受扰模型位于上游时,主梁左悬臂端横向位移根方差干扰因子为0.71~18.8,右悬臂端横向位移均值干扰因子为-4.3~1.45;当受扰模型位于下游时,主梁左悬臂端横向位移根方差干扰因子为0.7~25.8,右悬臂端横向位移均值干扰因子为-2.46~3.22。然后根据抖振理论,结合桥梁动力特性,利用Midas Civil计算得到单双幅桥在施工最大双悬臂状态主梁根部和墩底截面上的抖振力,并获得抖振内力气动干扰效应的定量规律。结果表明,当下游受扰桥梁距离上游施扰桥梁较近时,下游净间距2m时的主梁根部、顺桥向错位4m时的墩底截面、高差1.2m时的主梁根部截面上抖振力均普遍减小,干扰因子远小于1;但是在局部位置,3°攻角时的主梁根部和墩底抖振内力被干扰效应放大,其干扰因子分别最高可达6.72、2.68。本文的研究成果表明,在大跨度双幅桥抗风设计时,应该充分考虑双幅桥气动干扰效应的放大作用而产生的不利影响,本文的试验结果和分析结论能够为大跨度连续刚构双幅桥的抗风设计提供参考。
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