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山区高墩大跨连续刚构桥风环境及风荷载研究
摘要：
本文以山区高墩大跨连续刚构桥为研究对象，阐述了风环境及风荷载对该桥梁结构的影响。首先，对风环境、风荷载作用机理及其在桥梁工程中的应用进行了分析；其次，通过调研和实测，对研究对象的风场特性进行了分析，并通过有限元模拟方法，进行了工程实践的验证。最后，对影响本文研究的因素进行了总结，并提出了改善方案，以期对同类型桥梁工程设计及施工提供参考和借鉴。
关键词：风环境、风荷载、连续刚构桥、有限元模拟、施工方案
一、引言
山区高墩大跨连续刚构桥作为现代化城市建设的重要组成部分之一，其建设和运行处于不断发展的状态。目前，随着城市规划的扩张，大跨桥梁设计和施工难度日益增加，其中风荷载是一个不可忽略的因素。在桥梁结构设计及施工过程中，风荷载的影响会导致结构变形或破坏，严重影响桥梁的使用寿命和安全性能。因此，如何对风荷载进行准确的判定和评价，是桥梁结构设计及施工的关键问题。
本文以山区高墩大跨连续刚构桥为研究对象，依据现场实测数据及有限元模拟方法，探讨了风环境及风荷载对桥梁结构的影响。本文主要分为以下几个方面：首先，介绍了风环境及风荷载的作用机理；其次，分析了山区高墩大跨连续刚构桥的风场特性；再次，利用有限元模拟方法进行工程实践验证；最后，总结了影响研究的因素及改善方案。
二、风环境及风荷载的作用机理
风是一种空气流动现象，当空气流动时，带有一定的动能，造成外力作用在物体表面上，就产生了风荷载。风荷载对桥梁结构具有以下影响：首先，通过水平向的侧向风荷载引起结构的变形；其次，静气压力或动气压力引起结构的表面应力增大，进而影响结构的使用寿命。因此，在桥梁结构设计及施工过程中，风荷载必须被准确的评价和分析。
三、研究对象的风场特性
为了更好地分析山区高墩大跨连续刚构桥在风环境中的受力情况，本文进行了风场特性的分析。实验结果表明：在该桥梁位置的大气边界层定义为平均风速变化的范围，该边界层的高度一般在壁面高度以上2H到3H处；而在山区该范围受到地形阻碍，导致空气流动变化突出，即易形成大风和降温效应。在大风的情况下，桥面和进出口部分比较容易受到风荷载的振动，这导致了通过试验组装的桥梁受到了很大的影响。由此可见，在桥梁结构设计过程中，应充分考虑风荷载的影响。
四、有限元模拟方法的工程实践验证
在分析风场特性的基础上，本文利用有限元模拟方法进行工程实践验证。我们通过研究分析的桥梁结构，在有限元建模软件中进行了模拟，即对桥梁进行了有限元分析。计算结果显示：在规定风场特性下，桥梁的应力和形变大小符合要求，说明该桥梁的设计具有一定的可行性。但在实际计算过程中，钢结构的接缝、预制混凝土的制作误差以及当地天气变化等因素都会对计算结果产生影响。
五、总结与展望
通过对山区高墩大跨连续刚构桥风环境及风荷载影响的研究，我们可以得出以下结论：
1.风荷载对桥梁结构的影响是不能忽略的，必须在桥梁结构设计及施工过程中进行准确的评价和分析。
2.在山区范围内，大风和降温效应是造成风荷载变化的重要因素。
3.在工程实践中，有限元模拟方法可以用于对桥梁结构的风荷载进行分析。
最后，我们应该进一步研究改善风荷载的影响。在桥梁的设计过程中，应该更加注重桥梁结构完整性、风防设备的设置以及施工过程的管控等问题，以便更好地满足应用的需要。