重庆菜园坝长江大桥素材.ppt

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1、鹅公岩大桥马桑溪大桥大佛寺大桥李家沱大桥石板坡大桥重庆大学朝天门大桥（待建）菜园坝大桥（正建）重庆菜园坝长江大桥模型试验与分析李正良团队[10]注：该课件仅截取部分会议资料工程概况重庆菜园坝长江大桥工程是1996年国务院批准的重庆总体规划中的主城区的一座特大桥梁，同时也是主城区规划中又一条南北大通道上的关键工程。重庆菜园坝长江大桥主桥是刚构-桁架-系杆拱特大公轨两用无推力式钢箱系杆拱桥。大桥主桥由420m中跨和两侧对称布置的102m+88m边跨组成，420m的主跨居世界同类桥梁之首。主桥全长为800m。全桥气动弹性模型的设计相似原理无量纲参数的相似要求无量纲参数表

2、达式物理意义相似要求Reynolds数ρUB/μ气动惯性力/空气粘性力钝体可不模拟Froude数GB/U2结构物重力/气动惯性力严格相似Strouhal数FL/U时间尺度严格相似Cauchy数E/ρU2结构物弹性力/气动惯性力严格相似密度比ρs、ρ结构物惯性力/气动惯性力严格相似阻尼比δ每个周期耗能/振动总能量严格相似计算模型根据《公路桥梁抗风设计指南》(JTGD60-2004)，静风荷载下全桥主梁的力学模型采用单脊式模型。轴线通过主梁断面的扭心，整个主梁的刚度（轴向刚度，二个方向的抗弯刚度和绕轴线的自由扭转刚度）以及分布质量集中在轴线上，通过短刚臂与拉索形成“鱼骨

3、式”模型，同时质量惯性矩也通过短刚臂调节。自振特性分析结构动力特性分析是进行风致振动研究的基础，模型风洞试验及风致振动分析都必须以结构动力特性分析结果为依据。桥梁结构动力特性计算采用了通用有限元分析软件ANSYS8.0，计算中考虑了重力作用后变形和索初张力的影响。以下为该大跨度拱桥在施工及成桥阶段的主要计算状态：1、拱1/2悬臂状态（拱肋合拢前）；2、最大悬臂状态（拱肋合拢前）；3、全桥合拢状态（主桥合拢前）；4、全桥临时状态（索塔拆除前）；5、全桥成桥状态（实际运营时）。主拱1/4悬臂状态主桁合拢前状态全桥成桥临时状态全桥运营成桥状态主拱最大悬臂状态整体模型节段模

4、型试验主拱静力模型（静力三分力）坐标系全桥有限元模型颤振临界风速的测定α风速比(m/s)(m/s)e23.5>9.9>232.65>9.9>232.65>9.9>232.65节段动力试验涡激振动试验测点布置①成桥状态。三维摄像位移测量装置用于测量跨中位移和拱的跨中位移。加速度传感器测量跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度。②全桥成桥临时状态（塔架未拆除）。三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移和拱的跨中位移，加速度传感器测量主桥跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向和纵向加速度。③主桥最大悬臂施工

5、状态。三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移和桥面最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量主桥跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱跨中的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向和纵向加速度。④拱最大悬臂施工状态。三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移和拱最大悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱1/4跨的竖向加速度，横向加速度，以及塔架顶部横向和纵向加速度。④拱1/4悬臂施工状态。三维摄像位移测量装置用于测量塔架顶部位移和拱1/4悬臂处的跨中位移。加速度传感器测量拱跨中竖向加速度，跨中横向加速度，拱1/4跨的竖向加速度，横向加速度，以

6、及塔架顶部横向和纵向加速度。气动弹性模型模态测试模态测试的目的是检验模型的结构动力特性是否与原型计算值之间满足相似关系。模态测试采用的激振系统由信号发生器、功率放大器和激振器组成，测量系统由悬臂式位移计、加速度传感器及随机信号及振动分析系统CRAS组成。采用步进正弦扫频方法测量模型的各阶频率，采用自由振动法测量各模态阻尼比。气动弹性模型风洞试验工况试验的来流风场在均匀流场或在用前述方法模拟大气边界层的紊流流场中进行，均匀流场试验主要考查该桥的抗风稳定性及涡激振动特性，而紊流流场试验主要考查该桥的抖振响应。试验考虑到实际桥梁可能承受不同方向的来风，试验时考虑不同来流偏

7、角β（来流风向与横桥向的夹角）。试验共进行了18种工况结构抖振内力分析抖振力抖振分析采用频域分析方法，分析中抖振力采用准静态表达，自激力采用基于颤振导数的表达形式采用《公路桥梁抗风设计指南》中分析方法求得抖振位移响应均方根，然后由位移响应均方值求得桥梁内力值。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的