雙肢薄壁高墩剛構橋懸臂施工穩(wěn)定性與風效應研究.pdf

1、作為一種無支架施工方法，平衡懸臂施工法在連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構橋、斜拉橋施工中得到了普遍的采用。雙肢薄壁高墩連續(xù)剛構橋因經(jīng)濟上的競爭力和施工上的方便性，在國內(nèi)得到了較多的采用。但這種結構在平衡懸臂施工階段存在一些問題，本文研究主要集中于施工階段穩(wěn)定性分析和風效應研究： 1)以穩(wěn)定性分析為目標，基于彈性力學基本方程和變分原理，推導了單層、多層門式剛架的臨界荷載表達式和帶雙橫聯(lián)的雙肢薄壁墩平衡懸臂施工階段穩(wěn)定性系數(shù)計算的簡化計算公式，該

2、計算式簡單明了、方便使用。以貴陽小關橋3號橋墩平衡懸臂施工多個階段的穩(wěn)定性計算為例，比較了本文算法和有限元分析結果，計算結果偏差小說明了本文方法的可靠性和工程適用性。 2)以雙肢薄壁高墩連續(xù)剛構橋平衡懸臂施工的簡化計算模型出發(fā)，運用拉格朗日方程推導了其運動方程并獲得了其自由振動頻率，對特征方程的處理使得該方法可用于單橫聯(lián)雙肢薄壁墩剛構橋、單薄壁墩剛構橋，具有較好的工程適用性。以貴陽小關橋為例，通過有限元分析、現(xiàn)場動力試驗和本文結

3、果對比，驗證了本方法在計算雙肢薄壁高墩剛構橋平衡懸臂施工階段動力特性上的可靠性。該法只需計算器運算而無需有限元專用程序計算，簡單方便，適合于工程單位使用。 3)完成了小關橋3號墩雙肢薄壁剛構平衡懸臂施工多個工況的現(xiàn)場動力試驗，模態(tài)分析的現(xiàn)場試驗結果與有限元分析、本文動力特性快速算法結果的一致性好。研究思路形成了以現(xiàn)場動力試驗結果為依據(jù)，以模型修正技術為手段，通過修正簡化動力模型，由穩(wěn)定性快速算法及時判斷施工結構穩(wěn)定安全性的方法。

4、 4)采用CFD方法模擬了連續(xù)剛構橋雙肢薄壁高墩在縱橋向和橫橋向風作用下的風載特性。針對工程實際范圍內(nèi)的單肢截面長寬比和雙薄壁間凈距變化，分別研究了縱橋向風作用下這些參數(shù)變化對上下游薄壁阻力系數(shù)的影響，以及橫橋向風作用下當這些參數(shù)變化時薄壁順風向風力系數(shù)和橫風向風力系數(shù)的變化。借助數(shù)值風洞結果，研究了小關橋平衡懸臂施工最大懸臂階段的馳振穩(wěn)定性。 5)采用既考慮脈動風又考慮了結構尾流中的漩渦脫落引起的脈動風荷載的三維風荷載