【摘要】：近些年來,大跨度的高墩連續(xù)剛構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)形式被廣泛用于山區(qū)丘陵地帶的高速公路建設(shè),此類橋梁的橫截面常采用直腹板單箱單室鈍體箱梁。由于高速公路上的橋梁宜設(shè)計(jì)成上、下行分離的兩座橋梁,故并列雙鈍體箱梁在實(shí)際工程中的應(yīng)用越來越多。對于并列雙箱梁而言,由于間距不大,在來流風(fēng)的作用下其靜風(fēng)荷載存在著不可忽視的氣動干擾效應(yīng),且隨著橋梁跨度與墩高的增加,這種干擾效應(yīng)成為橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一。論文首先詳細(xì)綜述了并列雙鈍體箱梁氣動力干擾效應(yīng)與干擾機(jī)理的研究現(xiàn)狀,接著針對三種不同高寬比H/B(H為箱梁高度,B為箱梁頂板寬度)截面形式的鈍體箱梁,采用節(jié)段模型風(fēng)洞測壓試驗(yàn)方法研究了氣動力的干擾效應(yīng)隨雙箱梁間距比D/B(D為箱梁間凈間距)的變化規(guī)律,最后采用數(shù)值方法計(jì)算了并列雙鈍體箱梁的氣動力,在此基礎(chǔ)上對氣動力的干擾規(guī)律進(jìn)行了解釋。本文的主要工作及結(jié)論如下:1.建立了并列雙鈍體箱梁氣動力干擾效應(yīng)的定量分析方法。定義干擾因子為并列雙鈍體箱梁的氣動力系數(shù)與單箱梁氣動力系數(shù)之比。干擾因子小于1,表示干擾表現(xiàn)為減小效應(yīng);干擾因子大于1,表示干擾表現(xiàn)為增大效應(yīng)。2.并列雙鈍體上游箱梁氣動力的干擾效應(yīng)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)當(dāng)D/B≥2時,上游箱梁氣動力的干擾效應(yīng)基本可以忽略;(2)當(dāng)D/B2時,上游箱梁的阻力和扭矩干擾效應(yīng)表現(xiàn)為增大效應(yīng);(3)上游箱梁升力干擾效應(yīng)與H/B密切相關(guān),當(dāng)H/B=0.3時,干擾效應(yīng)主要表現(xiàn)為減小,當(dāng)H/B=0.4和0.6時,干擾效應(yīng)主要表現(xiàn)為增大。3.并列雙鈍體下游箱梁氣動力的干擾效應(yīng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)總的來說,下游箱梁阻力、升力和扭矩的干擾效應(yīng)均表現(xiàn)為顯著的減小效應(yīng);(2)阻力的減小效應(yīng)隨著D/B減小和H/B的增大愈發(fā)顯著;(3)升力和扭矩的減小效應(yīng)在D/B≤1.5時隨著D/B的減小變化不規(guī)律不明顯,隨著H/B的減小愈發(fā)顯著;當(dāng)D/B1.5時升力和扭矩的減小效應(yīng)隨著H/B的減小變化不規(guī)律不明顯,隨著D/B的減小愈發(fā)顯著。4.當(dāng)D/B較小時,兩箱梁模型之間存在較明顯的旋渦,且旋渦強(qiáng)度隨D/B增加而減弱,由此造成了上游箱梁背風(fēng)側(cè)的直腹板處壓力與單箱梁相比有所減小、下游箱梁迎風(fēng)側(cè)直腹板處壓力與單箱梁相比明顯減小,且D/B越小減少越明顯,這就能定性的說明當(dāng)D/B較小時,上游箱梁阻力系數(shù)與單箱梁相比有所增大且隨著D/B增加增大效應(yīng)有所減弱,下游箱梁阻力系數(shù)與扭矩系數(shù)為負(fù)值,且D/B越小,其絕對值越大。5.單箱梁的頂板由于旋渦存在受到強(qiáng)烈的風(fēng)吸作用。由于上游箱梁的存在,下游箱梁頂板處受到的風(fēng)吸作用明顯減弱,此位置處風(fēng)效應(yīng)的變化是下游箱梁所受升力顯著減小的主要原因。
【圖文】：

圖 1-1 山店江大橋 圖 1-2 三水河大橋1.1.1.2 改擴(kuò)建并列雙鈍體箱梁橋石板坡大橋復(fù)線橋，如圖 1-3 所示。該橋是為了滿足重慶市日益膨脹的交通量而修建，復(fù)線橋的一大特點(diǎn)是主跨采用了鋼-混凝土混合梁方案，即跨中設(shè)置一段長度為 103 m 的鋼箱梁，使得復(fù)線橋的最大跨徑達(dá)到 330 m，單箱梁寬為19 m，兩并列主梁凈間距為 5 m，兩并列主梁凈間距與單箱梁寬度之比（D/B）為 0.26。高家花園大橋復(fù)線橋，如圖 1-4 所示。該橋位于重慶主城區(qū)，是為了緩解原橋通行能力而修建的，跨徑布置與舊橋相同，均為 140 m+240 m+140 m，單箱梁寬為 31.5 m，，兩并列主梁凈間距 5 m，兩并列主梁凈間距與單箱梁寬度之比（D/B）為 0.16。

圖 1-1 山店江大橋 圖 1-2 三水河大橋1.1.1.2 改擴(kuò)建并列雙鈍體箱梁橋石板坡大橋復(fù)線橋，如圖 1-3 所示。該橋是為了滿足重慶市日益膨脹的交通量而修建，復(fù)線橋的一大特點(diǎn)是主跨采用了鋼-混凝土混合梁方案，即跨中設(shè)置一段長度為 103 m 的鋼箱梁，使得復(fù)線橋的最大跨徑達(dá)到 330 m，單箱梁寬為19 m，兩并列主梁凈間距為 5 m，兩并列主梁凈間距與單箱梁寬度之比（D/B）為 0.26。高家花園大橋復(fù)線橋，如圖 1-4 所示。該橋位于重慶主城區(qū)，是為了緩解原橋通行能力而修建的，跨徑布置與舊橋相同，均為 140 m+240 m+140 m，單箱梁寬為 31.5 m，兩并列主梁凈間距 5 m，兩并列主梁凈間距與單箱梁寬度之比（D/B）為 0.16。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2603597