本文对大跨度桥梁在设计和施工过程中的抗风问题进行了研究,重点论述了高墩大跨度刚构桥在设计和悬臂施工过程中对风致振动应考虑的主要因素、结构分析的基本理论、计算思路、计算内容、程序方法等,并推导了工程中实用的悬臂施工状态的风荷载计算公式。论文研究的主要内容和结论如下: 一、本文首先分析了风的基本特征和风对结构的作用,重点分析了桥梁的风致振动。桥梁的风致振动包括两大类:第一类自激振动,如颤振、驰振、内激振动;第二类强迫振动,如抖振、涡激振动等。其中颤振虽然是桥梁风致振动中最具危害性的现象,但桥梁颤振问题已基本得到解决。而抖振则由于诱发抖振的风速较低,过大的抖振响应还将导致构件较大变形以及结构局部疲劳,同时会引起行人或行车的不舒适。抖振分析已经成为桥梁抗风设计中相当重要的环节。 二、本文分析了桥梁抗风分析的两种方法,包括基于阵风系数的阵风分析法和抖振反应谱分析法。其中阵风系数系数法比较简单,荷载的作用方式与平均风速的作用方式相同,力的大小只与风速大小、结构外型有关。而对于大跨度桥梁而言,则需要用抖振反映谱分析法。 三、从工程实际应用出发,通过参数分析,对精确方法进行适当的简化,推导出了桥梁在悬臂施工中的抖振反应谱法的实用计算公式。 四、本文进行计算分析的理论基础是用有限单元法的基本原理和大跨度桥梁的计算理论。分析的基本步骤是:首先划分结构单元,逐阶段建立结构的力学模型、刚度矩阵、荷载列阵和位移列阵,然后根据各单元之间的几何条件和平衡条件,建立单元刚度方程和整体刚度方程,求解施工阶段的内力和位移。 最后,通过计算实例,分别采用两种抗风分析方法进行分析和计算,算例分析的计算结果说明反应谱法计算得到的内力大于按阵风系数法得到的内力;同时提出了在悬臂施工状态工程施工中的临时抗风措施。