潮州大桥结构静动力性能分析

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本文以潮州大桥为依托项目,开展潮州大桥结构静动力性能分析。首先进行潮州大桥的结构设计,然后对潮州大桥进行抗震和抗风分析,并对关键部位进行验算。论文完成的主要工作:(1)利用有限元软件ANSYS构建潮州大桥斜拉桥主桥的有限元计算模型,分别对桥梁的整体结构、塔梁固结区、下塔柱、塔座、承台、横梁和斜拉索锚块等进行了整体和局部的应力分析;(2)利用有限元软件MIDAS/Civil分别构建潮州大桥斜拉桥主桥和引桥的空间有限元模型,在E1与E2地震作用下,采用反应谱方法计算,同时采用时程分析法校核,分别进行主桥刚构体系和半漂浮体系的地震响应分析,对刚构体系方案进行抗震检算。运用反应谱法对潮州大桥连续梁引桥进行不隔震与隔震对比分析及检算;(3)利用有限元软件MIDAS/Civil构建潮州大桥斜拉桥主桥空间有限元计算模型,探讨潮州大桥斜拉桥主桥的颤振稳定性。得出以下主要结论:(1)潮州大桥主桥斜拉桥采用刚构体系满足抗震设防要求,且施工方便及可避免运营期间支座更换等,因此推荐潮州大桥斜拉桥主桥采用刚构体系;(2)潮州大桥引桥的第12联4×50m连续梁结构和第13联(50+2×75+50)m连续梁结构采用刚构体系满足抗震设防要求。(3)潮州大桥斜拉桥主桥下塔柱、塔座、承台和系梁应力均满足要求;塔梁固结区应力满足要求;主塔横梁应力较大,塔索锚块处应力集中,通过配设预应力筋,主塔横梁应力和塔索锚块处应力满足规范要求。(4)潮州大桥斜拉桥主桥在成桥与施工最大单双伸臂状态均具有较高的抗扭刚度;同时主梁断面气动性能较好,结构抗风动力稳定性较好。(5)潮州大桥斜拉桥主桥的主梁采用单箱三室混凝土箱梁,主梁的分离流扭转颤振临界风速较弯扭耦合颤振临界风速小;成桥与施工最大单双伸臂状态,两种颤振临界风速均大于颤振检验风速。结构抗风满足安全要求。
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