吊拉组合体系桥施工全过程抗风稳定性研究

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吊拉组合体系桥是由斜拉桥和悬索桥组合而成的新型桥梁,充分吸取了斜拉桥和悬索桥的优点,摒弃了两者的不足之处,具有造型美观大方、结构性能好、投资省等优点,具有很大的发展前景。随着桥梁跨径的增大,结构对风的作用将更加敏感,尤其在施工期,此时桥梁尚未形成最终的结构体系,结构刚度更低,结构的抗风稳定性问题更加突出。本文结合某吊拉组合体系桥设计方案,通过数值模拟,分析了不同主梁架设顺序对吊拉组合体系桥抗风稳定性的影响,提出了具有良好抗风稳定性的主梁架设方法,对未来吊拉组合体系桥的施工具有良好的参考价值和工程指导意义。首先,本文利用M【DAs软件及自编程序确定出成桥和各施工阶段结构的理想状态,并建立各施工阶段的有限元计算模型;其次,采用基于子空间迭代法的结构动力特性分析程序sDcA分析了吊拉组合体系桥成桥状态和两种主梁架设方案下施工全过程的结构的力特性;再次,采用结构三维非线性空气静力分析程序BsNAA,分析了两种主梁架设方案下施工全过程的结构静风稳定性演变规律,揭示了不同主梁架设顺序对静风稳定性的影响;最后,采用桥梁结构三维颤振分析程序BsFA,分析了两种主梁架设方案下施工全过程的结构颤振稳定性,揭示了不同主梁架设顺序对结构颤振稳定性的影响。研究结果表明:(1)主梁采用从两侧桥塔向中跨跨中对称拼装施工顺序时,结构可以获得较大的自振频率,并具有较好的空气静力和动力稳定性;(2)主梁采用同时从两侧桥塔和中跨跨中开始最后在斜拉段与悬吊段结合处合拢的对称拼装施工顺序时,施工过程结构的动力特性和静风稳定性变化比较平稳,结构的颤振稳定性逐步提高。从总体而言,主梁采用从两侧桥塔向中跨跨中对称拼装施工的施工顺序则比较有利。
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