多跨連續(xù)提籃拱橋靜力及抗風性能分析.pdf

1、近二十年，我國建造了大量造型優(yōu)美的拱橋，多跨連續(xù)提籃拱橋更因其流暢的波浪線形和合理的受力體系而受到設計師的青睞。大跨柔性拱橋受力復雜，風荷載可能成為其設計控制因素。本文以大連市普灣新區(qū)16號路跨海大橋(五跨連續(xù)拱橋，其跨徑布置為:50m+170m+200m+170m+50m，全長640m，橋寬48.6m)為工程依托，采用有限元方法、數(shù)值模擬方法和風洞試驗方法，對多跨連續(xù)提籃拱橋的靜力特性、自振特性、主梁和拱肋靜風系數(shù)和全橋靜風響應進行了

2、計算分析。
　　本研究主要內容包括：⑴采用Midas Civil軟件建立五連跨拱橋有限元模型，計算在恒荷載和可變荷載作用下各個構件應力和豎向位移值，計算分析溫度梯度、索梁溫差和吊桿斷裂條件下的靜力響應。結果表明，溫度梯度對五連跨拱橋受力影響較小，索梁溫差影響不容忽略，單獨吊桿斷裂對其兩側各3-4根吊桿有明顯影響，次邊跨跨中吊桿斷裂對周圍吊桿影響相對較大。⑵分析了五連跨拱橋的自振特性，分別將五連跨與單獨主跨和次邊跨結構的自振特性進行

3、了比較，并對單獨主跨結構進行了多種參數(shù)分析。分析表明，單獨主跨和次邊跨與五連跨對應的自振模態(tài)基本一致。換言之，主跨和次邊跨相互影響基本可以忽略。這為在風洞實驗室中分別對主跨和次邊跨單獨進行模型試驗（藉此可以采用較大幾何縮尺比模型）提供了依據(jù)。⑶基于CFD數(shù)值模擬方法，計算了攻角連續(xù)變化條件下主梁三分力系數(shù)。該方法不同于傳統(tǒng)計算離散攻角條件下三分力系數(shù)，大大降低了數(shù)值建模工作量，且提供了更完備的參數(shù)信息，為今后采用數(shù)值模擬方法計算主梁三分

4、力系數(shù)提供了一種有效途徑。通過風洞試驗研究了兩種高寬邊拱肋在不同間距條件下的迎風側和背風側拱肋阻力系數(shù)。具體試驗方法包括兩種:其一是采用傳統(tǒng)方法，即分別設置不同拱肋間距的方法;其二是通過牽引裝置實現(xiàn)拱肋間距緩慢變化，同步測量迎風側或背風側拱肋阻力。試驗結果表明，第二種方法方便快捷，且能保證試驗測量精度。迎風側和背風側拱肋阻力系數(shù)與高寬比、拱肋間距密切相關，對于背風側拱肋，規(guī)范提供結果偏于保守。⑷基于有限元模型和橋梁構件靜三分力系數(shù)，對橋