基于大跨度钢桁架拱桥风洞试验研究

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1、重庆大学硕士学位论文大跨度钢桁架拱桥风洞试验研究姓名：张誉申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：李正良20070507重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着现代材料、施工技术和设计理论的发展，现代桥梁结构不断向着大、轻、柔等方向发展，这也使得桥梁结构对风的作用更加敏感。尤其是大跨度的钢桁架拱桥，受力形式复杂，风振分析也无相应规范规定，因此以世界上最大跨度的中承式钢桁架拱桥一重庆朝天门长江大桥为例，借助全桥气动弹性风洞试验手段，对该类桥梁实现较为全面的振动分析和性能评估。主要有以下几个方面工作：①采用空间有限元软件准确模拟分析大跨度钢桁架拱桥

2、实桥的动力特性，分析表明该桥扭弯较大，稳定性较好。②针对大跨度空间变截面拱桥，采用变截面骨架模拟刚度，采用ABS板模拟桥梁外形，根据相似原理设计和制作了全桥气动弹性模型。针对模型的模态测试表明，该气弹模型与实桥模态误差小于5％，该方法是准确而有效的。③采用1：1000模型实现了桥址处风环境试验，试验表明，桥址处风速沿高度变化指数为O．16，和《建筑结荷载构规范》中的B类场地吻合。④进行了成桥运营状态和四个施工状态的气动弹性模型试验。试验测试了湍流和均匀流下的各个攻角下桥梁各关键位置的位移、加速度和应变响应。试验表明：主拱最大悬臂状态为最不利状

3、态，但成桥态和各种施工状态均不会出现静力或颤振失稳现象。关键词：风洞试验，大跨钢桁架拱桥，动力特性，气弹模型，模拟，失稳重庆大学硕士学位论文英文摘要Astheimprovementofmodemmaterials，constructiontechnologiesanddesigningtheories，bridgestmctur苦isbeingmo"andmorehuge，tightandflexible．Astheresultofthat,bridgebecamemorcsensitivetowindeffectParticularly,m

4、echanicspatteminlong-spansteeltrussarchbridgeisverycomplex，andthereisnotanycodetospecifytheanalysisofvibIationunderwindload．Inthispaper,thelongest-spanhalf-throughbridgeoftheworld，ChaotiammenYangzeRiverbridgeofChongqing,ismadetobeanexample．DependOiltheAerodynamicmodel，compr

5、ehensivevibrationanalysisandbehaviorevaluationstothiskindofbridgehavebeendone．Mainworksincludefollowingaspects，④Dynamicbehaviorofalong-spansteeltrussarchbridgehasbeenaccuratelysimulatedbythespecialfiniteelementsoftware，andtheresultsshowthat,thetorsionandmomentislarge．andthe

6、stabilityisgood．②Aimingatthetaperedlong-spanbridge。we嘴taperedframeworktosimulatestiffness，andtheABSplatetosimulatetheshape．Theaeroelaticwindtunnelmodelisdesignedandcompletedaccordingtothesimulationtheory．Themodaltestsshow,errorbetweenmodelandrealbridgeislessthan5％．Thiskindo

7、fmethodisaccurateandeffective．③A1：1000modelhasbeenusedinthewindtunneltest．Theresultsshowthat,theexponentofwindspeedastheheightchangesis0．16，whichiscoincidenttotheexponentofsiteclassBintheChhleseloadsdesigncodeofstructure．④Theacid·elasticmodelwindtunneltestofcompletebridgest

8、ageandfourconstructionstageshasbeencarriedout．Thedisplacementandaccelerationrespon