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矮寨大桥悬索桥抗风设计研究

陈政清  张志田  廖建宏  
【摘要】:矮寨大桥位于湖南湘西自治州吉首地区矮寨镇,是吉茶高速公路上一座跨越深谷的特大悬索桥。由于桥址风环境复杂,桥型新颖。为确保大桥的抗风稳定性和安全性,湖南大学风工程试验中心围绕该桥的抗风设计问题,做了系统的计算分析以及风洞试验研究。首先进行了桥址风环境特性的研究,制作了直径4m 的1:500的桥址地形模型,在 HD-2风洞低速试验段测试了桥址处风速沿高度和桥跨两个方向的分布规律,依据研究成果,提出了矮寨桥抗风设计的主要技术参数。考虑峡谷地区施工条件,矮寨大桥采用了钢桁加劲梁。由于原设计断面颤振临界风速远不能满足要求,通过节段模型风洞试验对钢桁加劲梁进行了气动性能优化措施研究。试验了桥面板中央开槽、设中央竖直稳定板等多种可能的气动措施,最终确定了采用方便有效的封槽设置上、下中央稳定板的措施。其中上稳定板由桥面中央实体分隔带产生,无需另行设置。最后,设计制作了1:245的全桥气弹模型,全面检验了矮寨大桥的抗风性能,完全满足抗风设计要求。鉴于山区风环境极其复杂,在桥址处建立了一种远程控制的新型的悬索吊挂式风环境观测系统,并已投入使用。长期观测资料将充实和修正现有风环境研究结果。

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