超大跨度分离三箱主梁桥抗风性能及气动优化研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第V页第5章分离三箱主梁断面气动性能优化研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一345．1主梁气动措施方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．345．2主梁气动稳定性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．355．2．1开槽宽度对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．355．2．2两翼腹板不同倾角对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～405．2．3设置分流板对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．2．4设置

2、水平稳定板对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．485．2．5设置上部竖向稳定板对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一525．2．6设置下部竖向稳定板对主梁气动稳定性能影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～575．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6l结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62致j射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯65参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯66政读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯70西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论随着世界各国各地区之间经济文化的交流与融合，人们的交通需求日益增强，加之经济的发展、科技的进步，使得桥梁建设向着更长、更大发展。而桥梁跨度的不断增大使其风致振动问题愈加突出，大跨度、超大跨度桥梁的抗风性能已成为其是否能安全建设和使用的最关键因素。桥梁的风致振动受到风特性、桥梁结构特性以及风与结构的相互作用等因素的影响【l】，是十分复杂的振动现象。

4、桥梁主梁作为最直接、最主要的受风结构，其气动性能一定程度上反映了整座桥梁的抗风性能，因此研究超大跨桥梁主梁抗风性能及对主梁断面进行抗风性能优化是超大跨度桥梁发展的必备工作。1．1超大跨度桥梁的发展自19世纪末，世界桥梁进入了蓬勃发展时期，悬索桥和悬臂桁架梁桥主跨均己超过了400m。进入20世纪后，悬索桥便以其更为合理的受力形式将主跨发展到了1000m以上。先后建成的代表性悬索桥有1937年美国建成的金门大桥，主跨为1280m，在当时保持主跨最长记录27年；1981年英国建成的恒泊尔大桥，主跨为1410m，保持主跨最

5、长记录16年；1998年日本建成的明石海峡大桥，主跨达到了1991m，至今保持主跨长度世界第一的记录【21。20世纪中叶，在瑞典建成的世界上第一座现代斜拉桥一斯特罗姆桑特桥(主跨183m)揭开了斜拉桥向超大跨发展的序幕；随后挪威的Skamsundet桥(主跨530m)突破了主跨500m大关；日本的多多罗桥以主跨890m定格20世纪斜拉桥主跨最长记录pj。21世纪，随着人们生活水平的不断提高、世界各国各地区人们之间的交流日益频繁，更为便利的交通需求提上日程。桥梁建设的需求也逐步由跨越大江大河、河口宽阔水域、近海连岛工

6、程向跨越海峡和海洋等更广阔的水域发展，极大地推动了跨江越海桥梁工程的建设与发展。加之现代科学技术的进步、经济的极大发展、工业水平的不断提高、新型材料的不断涌现，为实现超长大桥梁的建设提供了坚实的物质基础和技术力量。在20世纪大跨、超大跨桥梁建设所取的巨大成就上，21世纪的桥梁建设又掀起了超大跨发展新时期【4)J。目前，正在建设中的大跨悬索桥就有主跨1668米的土耳其伊兹米特海湾大桥。更为闻名的是墨西拿海峡大桥，该桥为主跨3300米的超大跨悬索桥，主塔高376米，桥面宽60米，主缆直径1．24米。此外，在摩洛哥与西班

7、牙之间的直布罗陀海峡，提出了修建一座包含2个5000米连续中跨及2个2000米边跨的悬索桥方案。我国于2007年合龙的苏通大桥，以其主跨1088m居世界斜拉桥主跨长度之最(桥塔高300．4米，超原纪录76．4米；拉索长达577米，超原纪录100米)；还有我国香港的昂船洲大桥，主西南交通大学硕士研究生学位论文第2页跨达1018m。这标志着斜拉桥问鼎千米级超大跨桥梁的开始，也显示了人们建设超长大跨度桥梁的信心和不断向前的愿望。随着我国综合国力的不断增强，并应社会发展的需求，我国桥梁建设也进入了跨海连岛新时期，开始了大规

8、模跨海越峡工程的建设。国道主干线同江至三亚就有5个跨海工程、杭州湾跨海工程、珠江口伶仃洋跨海工程，以及琼州海峡工程。此外，还有舟山大陆连岛工程、青岛至黄岛、以及跨长江、珠江、黄河等众多的桥梁工程。1．2桥梁风致振动特定桥址处的气流流经桥梁时，会在桥梁结构体上产生一定的压力，而这种压力达到一定的量级时便会引发桥梁的强度和稳定问题【6】。自然风具有脉动特性，因此