超大跨度部分地锚式斜拉桥抗风性能研究

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1、硕士学位论文论文题目：超大跨度部分地锚式斜拉桥抗风性能研究作者姓名姚美指导教师张新军教授学科专业土木工程所在学院建筑工程学院提交日期二零一五年四月AThesisSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringSTUDYONTHEWINDSTABILITYOFSUPERLONG-SPANPARTIALLYGROUND-ANCHOREDCABLE-STAYEDBRIDGESWrittenbyYaoMeiMajor:Civil

2、EngineeringSupervisor:Prof.ZhangXinjunCollegeofCivilEngineeringandArchitectureZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,P.R.ChinaApril2015浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构

3、的学位证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：2015年4月30日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□√。（

4、请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：2015年4月30日导师签名：日期：2015年4月30日摘要摘要为适应21世纪我国公路交通建设的需要，斜拉桥的跨径日趋增长，尤其是苏通长江大桥的建成，标志着超千米斜拉桥的新时代的到来。跨径越长，斜拉桥的结构刚度越低，致使斜拉桥抗风稳定性成为影响其设计和建设的关键问题。为探索超千米斜拉桥适宜的结构体系，论文以当前备受关注的部分地锚式斜拉桥设计概念为着手，对主跨1400m的部分地锚式斜拉桥设计方案进行结构动力特性、空气静力和动力稳定性等方面的详细分析和探究，从抗风性能角度探讨了部

5、分地锚式斜拉桥设计概念用于超千米跨度桥梁的适用性及其适宜的结构体系，研究成果对超千米斜拉桥的抗风设计具有良好的指导意义。首先，采用Midas/Civil和大跨度桥梁三维非线性抗风稳定性分析程序，对主跨1400米的部分地锚式斜拉桥进行结构动力特性、空气静力和动力稳定性进行分析，在此基础上与同等跨径的自锚式斜拉桥和悬索桥（江阴大桥）进行对比分析，指出部分地锚式斜拉桥在结构动力特性、空气静力和动力稳定性方面更具有优势。其次，对部分地锚式斜拉桥的主要设计参数包括地锚段的长度、辅助墩个数、主梁高度、主梁宽度、桥塔高跨比等对部分地

6、锚式斜拉桥结构动力特性、空气静力和空气动力稳定性的影响进行了分析研究，提出了关键设计参数及其合理取值。最后，开展了部分地锚式斜拉桥施工过程的抗风稳定性分析。研究结果表明：1）边跨部分斜拉索采用地锚方式后，斜拉桥结构I摘要的整体刚度增强，结构的自振频率增大，结构的空气静力和动力稳定性因而增强，从抗风性能而言，部分地锚式斜拉桥更适宜采用于千米以上主跨的斜拉桥。2)部分地锚式超大跨度斜拉桥在地锚段长度增加、梁高增大、梁宽增加、边跨增设辅助墩、高跨比加大等情况下，可以获得比较好的空气静力和动力稳定性。3）超大跨度斜拉桥随着主梁

7、拼装长度的增大，结构的竖弯频率变化不大，但结构的侧弯和扭转频率则明显下降，同时出现较强的侧弯和扭转耦合，结构的抗风稳定性因而显著降低。总体上看，施工过程结构的抗风失稳临界风速都比较高，超千米跨度的斜拉桥施工期具有良好的抗风稳定性。关键词：超大跨度部分地锚式斜拉桥；动力特性；空气静力稳定性；空气动力稳定性；设计参数；施工阶段IIABSTRACTABSTRACTTomeetwiththerequirementofChina'sroadtransportationconstructioninthe21stcentury,th

8、espanofcable-stayedbridgesisincreasinggradually,especiallythebuildingofSutongYangtzeRiverBridge,theconstructionofcable-stayedbridgeswithmainspanbeyond1000metershasent