论文部分内容阅读
渡槽是跨越河流、公路、峡谷等的架空输水建筑物,在水利工程中有不可替代的作用。渡槽在其设计使用年限内,不仅会受到自重、水压等静荷载的作用,同时还会受到地震、风等动力荷载的作用。渡槽多建于河流、峡谷等地震、风频发的地理位置,因此对渡槽抗震与抗风效果的研究具有不可估量的意义。本文总结了国内外在渡槽、斜拉渡槽抗震与抗风方面的研究现状,查阅了大量关于渡槽自振特性分析、渡槽抗震设计、渡槽抗风设计、渡槽风洞试验等方面的文献,参考国内外研究学者在渡槽及斜拉渡槽抗震与抗风的研究方法,结合军都山斜拉渡槽开展抗震与抗风研究。主要内容如下:1.详细介绍了渡槽在地震响应分析时采用的三种方法:静力法、反应谱法和动态时程分析法的基本原理,以及每种方法的特点、计算过程和适用范围。详细介绍了自然风和近地风的特性以及风的静力作用和动力作用,以及动力作用下的斜拉渡槽可能出现的风致振动,如颤振、驰振;参考桥梁抗风设计规范,给出斜拉渡槽在静力风荷载作用下的计算公式,风的动力作用下颤振和驰振的稳定性验算公式以及颤振和驰振的临界风速计算公式。2.给出斜拉渡槽结构的计算模式;参照桥梁结构的建模模式,利用有限分析软件Midas Civil对军都山斜拉渡槽结构进行整体建模,对军都山斜拉渡槽整体结构进行自振特性分析,探讨该斜拉渡槽槽内水位变化对斜拉渡槽模态的影响。3.使用有限分析软件Midas Civil对斜拉渡槽进行地震响应分析。探讨了斜拉渡槽在空槽、半槽和满槽水三种运营条件下结构分别受到纵向、横向、竖向、纵向与横向、纵向与竖向、横向与竖向、纵向与横向和竖向地震激励时渡槽关键部位的位移和弯矩,并对竖向地震和三向地震激励作用下的位移和弯矩时程图进行比较分析;研究斜拉渡槽在空槽条件下受到非一致地震激励作用时结构的响应。4.结合军都山斜拉渡槽的风洞试验,根据风动静力试验和动力试验数据,计算斜拉渡槽结构在静风荷载作用下的关键点的位移和弯矩,以及斜拉渡槽发生颤振的临界风速,又根据桥梁规范公式计算斜拉渡槽的颤振临界风速,进行比较,推断该公式可否作为斜拉渡槽颤振临界风速的理论计算公式;结合斜拉渡槽所在地的风速实测资料,模拟军都山斜拉渡槽槽身处的脉动风速时程曲线和模拟功率谱,比较模拟功率谱和目标谱Davenport风速谱,利用Davenport风速谱对斜拉渡槽进行脉动风频率特性分析。