雙肢薄壁高墩剛構(gòu)橋懸臂施工穩(wěn)定性與風(fēng)效應(yīng)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(gòu)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(gòu)橋因經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)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(fēng)效應(yīng)研究： 1)以穩(wěn)定性分析為目標(biāo)，基于彈性力學(xué)基本方程和變分原理，推導(dǎo)了單層、多層門式剛架的臨界荷載表達(dá)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(jì)算的簡化計(jì)算公式，該

2、計(jì)算式簡單明了、方便使用。以貴陽小關(guān)橋3號橋墩平衡懸臂施工多個(gè)階段的穩(wěn)定性計(jì)算為例，比較了本文算法和有限元分析結(jié)果，計(jì)算結(jié)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(gòu)橋平衡懸臂施工的簡化計(jì)算模型出發(fā)，運(yùn)用拉格朗日方程推導(dǎo)了其運(yùn)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(gòu)橋、單薄壁墩剛構(gòu)橋，具有較好的工程適用性。以貴陽小關(guān)橋?yàn)槔?，通過有限元分析、現(xiàn)場動力試驗(yàn)和本文結(jié)

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

4、 4)采用CFD方法模擬了連續(xù)剛構(gòu)橋雙肢薄壁高墩在縱橋向和橫橋向風(fēng)作用下的風(fēng)載特性。針對工程實(shí)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(fēng)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(fēng)作用下當(dāng)這些參數(shù)變化時(shí)薄壁順風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)和橫風(fēng)向風(fēng)力系數(shù)的變化。借助數(shù)值風(fēng)洞結(jié)果，研究了小關(guān)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(fēng)又考慮了結(jié)構(gòu)尾流中的漩渦脫落引起的脈動風(fēng)荷載的三維風(fēng)荷載