大跨度懸索橋成橋狀態(tài)顫振分析.pdf

1、顫振是一種發(fā)散性的自激振動(dòng),它的發(fā)生主要是由于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)能夠在流動(dòng)的空氣中不斷吸收能量,而該能量又大于結(jié)構(gòu)阻尼在振動(dòng)中所耗散的能量而引起的。當(dāng)今,隨著懸索橋跨度的日益增大,其剛度和阻尼顯著減小,因此懸索橋的顫振穩(wěn)定性己經(jīng)成為大跨度懸索橋設(shè)計(jì)和施工中的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　 本文以主跨為1418m的南京四橋?yàn)楣こ瘫尘?在現(xiàn)有的顫振頻域和時(shí)域分析方法的基礎(chǔ)上,通過(guò)計(jì)算分析和風(fēng)洞試驗(yàn),對(duì)大跨度懸索橋顫振問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　 本論文

2、的主要工作有以下幾方面:
　　 首先回顧了顫振的分析理論,然后基于橋梁二維顫振和三維多模態(tài)耦合顫振分析理論,運(yùn)用數(shù)值編程軟件編制了橋梁二維和三維顫振分析程序,并通過(guò)一個(gè)典型算例驗(yàn)證了程序的正確性和可靠性,之后對(duì)南京四橋成橋狀態(tài)進(jìn)行二維和三維顫振頻域分析。
　　 其二,討論了橋梁結(jié)構(gòu)上的氣動(dòng)自激力在時(shí)域中的處理問(wèn)題:利用有限元理論,把自激力的作用等效為作用在結(jié)構(gòu)上的附加氣動(dòng)剛度矩陣和氣動(dòng)阻尼矩陣,實(shí)現(xiàn)自激力的時(shí)域化。基于有

3、限元軟件實(shí)現(xiàn)了橋梁顫振的時(shí)域分析,并通過(guò)一個(gè)典型算例驗(yàn)證了此方法的正確性和可靠性,然后結(jié)合南京四橋,對(duì)其進(jìn)行成橋狀態(tài)的三維顫振時(shí)域分析。
　　 其三,以南京四橋?yàn)楣こ瘫尘?詳細(xì)介紹在風(fēng)洞中進(jìn)行橋梁顫振試驗(yàn)的方法,研究該橋顫振特性并得出試驗(yàn)顫振臨界風(fēng)速,同時(shí)利用VanderPut顫振估算公式進(jìn)行顫振臨界風(fēng)速的近似計(jì)算。繼而通過(guò)采用平板顫振導(dǎo)數(shù)和實(shí)橋顫振導(dǎo)數(shù),利用頻域和時(shí)域分析方法,研究了橋梁顫振臨界風(fēng)速隨結(jié)構(gòu)阻尼比和來(lái)流風(fēng)攻角變化