随机横风荷载作用下大跨度斜拉桥动力响应分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

斜拉桥又名斜张桥，是拉索体系桥梁的一种。作为大跨度桥梁的最主要桥型之一，典型的斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁组成。斜拉桥一般采用自锚体系，是一种组合受力体系桥梁，外荷载靠主梁受压弯、斜拉索受拉来承担。在斜拉桥早期发展过程中，由于斜拉索材料强度的不足而导致很多事故，使得其在之后很长一段时间内都没有得到发展，直到高强度钢材出现后，斜拉桥才又重新回到人们的视线中。一般说，斜拉桥跨径在300至1000米之间是合适的，在这一跨径范围，斜拉桥与悬索桥相比，斜拉桥有较为明显的优势。德国著名桥梁专家f.leonhardt认为，即使跨径1400米的斜拉桥也比同等跨径悬索桥的高强钢丝节省二分之一，其造价能降低30%左右。在斜拉桥的发展趋势中，动力问题的研究将会受到越来越多的关注。

飓风、台风等风灾是自然灾害中影响最严重的一种。由于风的发生频率高、次生灾害大、风灾所造成的经济损失占很大比例。据估计，全球每年由于风灾的损失达100亿美元，平均死亡人数2万人以上。因而风灾是给人类生命财产带来巨大损失的自然灾害。

伴随着斜拉桥跨度的增大，风荷载成为大跨度桥梁的主要控制荷载之一，有时甚至起到决定性作用。在历史上有很多桥梁因风致振动而产生破坏和倒塌，风对大跨度桥梁的影响越来越受到桥梁工作者的重视。近年来大跨度斜拉桥在各国得到了迅速发展，而大跨度斜拉桥是一种在风力作用下容易变形和振动的柔性结构，所以其抗风问题应高度重视。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

斜拉桥是目前大跨度桥梁采用的主要结构形式，桥梁运营状态下往往受到很多外荷载的作用，主要包括桥梁自重、成桥索力、移动车辆荷载和风荷载等，由于大跨度斜拉桥常处于开阔的多风地带，强风荷载常引起桥梁剧烈的振动，影响桥梁的正常使用。本课题要求学生依据桥梁结构尺寸、材料信息等设计资料建立大跨度斜拉桥有限元模型，然后根据桥梁高度和所处地理环境依据规范选择风速谱参数，然后运用桥梁结构抗风相关理论计算桥梁风荷载，最后基于虚拟激励法开展横风荷载作用下大跨度斜拉桥动力响应分析与研究，并提出桥梁设计若干指导性建议。

目标

3. 研究计划与安排

第1～1周：1)外文阅读与翻译。主要包括：a.阅读有关外文文献（至少3篇）；b.翻译与设 计任务有关的文章，要求不少于10000字符（原文）或不少于5000汉字；

2)收集、整理相关方面的资料，明确毕业设计任务和思路，撰写并提交任务书及 开题报告。开题报告字数不少于1500字，参考文献不少于15篇（其中外文献 不少于3篇）；

第2～3周：学习并能熟练应用结构有限元分析软件－ansys；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 项海帆等著.现代桥梁抗风理论与实践[m]，2005.

[2] 林家浩，张亚辉著.随机振动的虚拟激励法[m].北京：科学出版社，2004.

[3] 姚玲森.桥梁工程[m].2版.北京：人民交通出版社，2008.