周期性高架鐵路及橋梁的振動局域化研究.pdf

1、彈性波在失諧周期性結(jié)構(gòu)中傳播時，會出現(xiàn)振動局域化現(xiàn)象。周期性高架鐵路及橋梁是工程中非常重要的結(jié)構(gòu)，因此，對與其相關(guān)的振動局域化問題進(jìn)行研究有非常重要的工程實(shí)際意義。為此，本文對此問題進(jìn)行了研究，本文的研究包含以下內(nèi)容:
　　 (1)剛性支撐失諧周期性高架鐵路的振動局域化問題研究。周期性高架鐵路的每跨可簡化為由三個聯(lián)結(jié)彈簧，兩根梁和一根墩所組成的單元。通過墩、梁的振動控制方程以及梁-梁-墩(BBP)聯(lián)結(jié)條件，可以分別確定周期性高架

2、鐵路發(fā)生面內(nèi)及面外振動時單跨的傳遞矩陣。由單跨傳遞矩陣可得失諧周期性高架鐵路單跨的波傳遞矩陣。根據(jù)局域化因子的定義，采用Wolf算法，得出了周期性高架鐵路局域化因子。利用上述模型，分析了面內(nèi)及面外兩種振動情形下各種失諧因素對振動局域化的影響;綜合考慮了材料阻尼和失諧對失諧周期性高架鐵路振動局域化的影響;利用波傳遞矩陣方法，分析了失諧周期性高架鐵路中波的傳播和轉(zhuǎn)化現(xiàn)象;最后，分析了失諧周期性高架鐵路在空間簡諧波作用下的動力響應(yīng)。
　

3、　 (2)樁基礎(chǔ)支撐的失諧周期性高架鐵路的振動局域化問題研究。對樁基礎(chǔ)支撐的失諧周期性高架鐵路，每跨可簡化為由一個樁基礎(chǔ)、兩根梁和一根墩及三個聯(lián)結(jié)彈簧所組成的單元。為求解樁基礎(chǔ)的柔度，首先利用邊界元方法(BEM)求解了樁-土相互作用問題。利用樁基礎(chǔ)的柔度以及墩、梁的傳遞矩陣，得到了失諧周期性高架鐵路發(fā)生面內(nèi)及面外振動時單跨的傳遞矩陣和波傳遞矩陣。利用Wolf算法得到樁基礎(chǔ)支撐的周期性高架鐵路的Lyapunov指數(shù)?；谏鲜龇椒?，研究了

4、失諧周期性高架鐵路在面內(nèi)及面外兩種振動情形下，各種失諧因素對振動局域化的影響。通過對材料阻尼和失諧對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)影響的比較，分析了阻尼和失諧對振動局域化的綜合和單獨(dú)效應(yīng)及相互關(guān)系。分析了失諧周期性高架鐵路中波的傳播和轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，計(jì)算了其中的功率流。
　　 (3)樁基礎(chǔ)支撐的失諧周期性橋梁的振動局域化問題研究。對樁基礎(chǔ)支撐的失諧周期性橋梁，其每跨可簡化為由一個樁基礎(chǔ)、兩根梁、一根墩及三個聯(lián)結(jié)彈簧所組成的單元。為求解樁基礎(chǔ)的柔度，首先

5、利用邊界元方法(BEM)求解了樁-土-水的相互作用問題。利用樁基礎(chǔ)的柔度及墩、梁的傳遞矩陣，得出了失諧周期性橋梁發(fā)生面內(nèi)及面外振動時其單跨的傳遞矩陣和波傳遞矩陣，采用Wolf方法計(jì)算了樁基礎(chǔ)支撐的失諧周期性橋梁的Lyapunov指數(shù)?；谏鲜龇椒ǎ芯苛嗣鎯?nèi)及面外兩種振動情形下，各種失諧因素對振動局域化的影響。將材料阻尼和失諧對振動局域化的影響進(jìn)行了比較，并分析了其綜合效應(yīng)、單獨(dú)效應(yīng)及相互關(guān)系。分析了失諧周期性橋梁中波的傳播和轉(zhuǎn)化及功率