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大跨度拱桥考虑土—结构相互作用时的风致响应研究

作　者: 王彦军
导　师: 范存新
学　校: 苏州科技学院
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 大跨度拱桥风场模拟桩-土-结构相互作用动力特性风致响应
分类号: U448.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着科技的发展,桥梁跨径在不断的增大,抗风问题成为大跨度桥梁设计中的关键问题之一。在目前大跨桥梁风振研究中,由于计算复杂,大多数分析均做了一定的简化,尤其是没有考虑土结构相互作用的影响。本文回顾了土结构相互作用的国内外研究现状,选定“大跨度拱桥考虑土-结构相互作用时的风致响应研究”作为本文的研究内容,主要工作如下:1.介绍了人工模拟脉动风速的两种方法:线性滤波法和谐波合成法,以此为基础分别编制了相应的计算程序,并对两种模拟结果进行对比分析。2.以某大跨钢管混凝土拱桥为例,基于ANSYS软件分别考虑拱脚固结和桩土结构相互作用,建立了该桥的两种有限元模型,以此为基础进行了两种模型的动力特性对比分析。3.从静风响应和抖振响应两方面,研究了考虑桩土结构相互作用对大跨拱桥的风致响应的影响。通过本文的研究,得到了一些有益的结论,进一步完善了大跨度拱桥的抗风研究,对同类桥梁的抗风设计具有一定的参考价值

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-16
  1.1 本研究领域的研究历史  9-13
    1.1.1 土-结构相互作用的研究历史  9-11
    1.1.2 结构风振的研究历史  11-13
  1.2 土-结构相互作用的分析模型  13-14
  1.3 本文的研究内容及意义  14-16
第二章大跨度桥梁的空气风荷载的作用  16-31
  2.1 自然风的基本特性  16-20
    2.1.1 风的组成  16
    2.1.2 平均风速的基本特性  16-18
    2.1.3 脉动风速的特性  18-20
  2.2 风对桥梁的作用及风致振动  20-22
    2.2.1 风的静力作用  21
    2.2.2 风的动力作用  21-22
  2.3 三维空间结构脉动风速场的模拟及分析  22-29
    2.3.1 大跨空间结构风时程模拟方法  22-23
    2.3.2 谐波合成法  23-25
    2.3.3 AR(p)线性滤波法  25-27
    2.3.4 数值算例  27-29
  2.4 小结  29-31
第三章大跨钢管砼拱桥模型的构建及动力特性分析  31-43
  3.1 土-结构相互作用的概念及分析处理方法  31-33
  3.2 大跨度桥梁桩基计算模型  33-34
  3.3 大跨钢管砼拱桥模型的构建及动力特性分析  34-42
    3.3.1 工程概况  35
    3.3.2 空间有限元计算模型构建  35-38
    3.3.4 动力特性分析  38-42
  3.4 小结  42-43
第四章桩-土-结构相互作用下的大跨拱桥风致响应分析  43-70
  4.1 引言  43
  4.2 考虑桩-土-结构相互作用对大跨拱桥静风响应的影响  43-58
    4.2.1 静风力荷载处理  43-45
    4.2.2 静风响应分析  45-52
    4.2.3 不同模式下拱桥的静风响应对比分析  52-58
  4.3 考虑桩-土-结构相互作用对大跨拱桥抖振响应的影响  58-69
    4.3.1 抖振力荷载处理  58-59
    4.3.2 时域抖振响应分析  59-66
    4.3.3 不同模式下拱桥的抖振响应对比分析  66-69
  4.4 小结  69-70
第五章结论与展望  70-72
  5.1 本文总结  70
  5.2 进一步研究设想  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
作者简历  76
攻读硕士学位期间主要参与的课题  76
攻读硕士学位期间论文发表情况  76

大跨度拱桥考虑土—结构相互作用时的风致响应研究

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