基于虛擬樣機的橋梁施工掛籃系統(tǒng)風(fēng)振動力響應(yīng)研究.pdf

1、20世紀50年代以來，計算機技術(shù)的迅速發(fā)展已經(jīng)為工程設(shè)計、分析和優(yōu)化技術(shù)帶來了全面的變革。計算機硬件、計算技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、計算機圖形學(xué)、軟件等技術(shù)的不斷結(jié)合、融合，推動著設(shè)計理念、理論、方法、技術(shù)乃至工具的進步，設(shè)計理論研究和新技術(shù)應(yīng)用空前繁榮，虛擬樣機技術(shù)的出現(xiàn)為機械結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計提供了強有力的手段。 橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法，在20世紀70年代以后隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，并發(fā)生了重大的變革。在鋼筋混

2、凝土橋梁的時代，主要的施工方法就是澆注。由于橋梁類型增加和跨徑增大，構(gòu)件生產(chǎn)的預(yù)制化，結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的進步以及機械設(shè)備的發(fā)展，由此引起了橋梁施工方法的進步和發(fā)展，形成了多樣的施工方法。除了一些特殊的施工方法外，大致可以分為預(yù)制安裝法和現(xiàn)澆注法兩大類，施工掛籃是現(xiàn)澆注中懸臂澆注常用的施工設(shè)備。 像施工掛籃這類高空作業(yè)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量小，柔性大，阻尼小，自振頻率低，風(fēng)載荷往往是設(shè)計時要重點考慮的載荷，我國現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范對于大跨

3、度鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)只做了一些簡單的定性規(guī)定，還沒有給出具體的計算公式。這是因為大跨度空間結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜，表面體型系數(shù)和參振模態(tài)截取數(shù)不易把握等客觀條件限制，在這類結(jié)構(gòu)設(shè)計中工程師往往參照以往的經(jīng)驗值指定風(fēng)振系數(shù)，具有很大的任意性。因此大跨度空間結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析是目前研究的熱點之一，目前，大跨度空間結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析主要用兩種方法：頻域法和時域法。本文基于虛擬樣機技術(shù)，利用UG、ADAMS、ANSYS軟件平臺，建立了施工掛籃系統(tǒng)的三維數(shù)字化虛擬樣機，

4、并對其進行了結(jié)構(gòu)的風(fēng)振動力響應(yīng)分析。 論文的主要內(nèi)容包括：研究風(fēng)載荷的特性和表述，使用三維實體造型軟件UG，建立了施工掛籃系統(tǒng)的三維實體模型，并將施工掛籃系統(tǒng)的三維實體模型導(dǎo)入ADAMS軟件；利用有限元軟件ANSYS對承載平臺、模板系統(tǒng)和拱架進行模態(tài)計算，建立模態(tài)中性文件，導(dǎo)入ADAMS生成柔性體，對各個部件施加約束和激勵進行多柔體振動響應(yīng)計算。 本文有關(guān)內(nèi)容和結(jié)論能為工程設(shè)計和正在探索中的大跨度鋼結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的研究提供