潛浮式倒懸索橋動力性能試驗與理論研究.pdf

1、為了將海南省公路網(wǎng)與大陸公路網(wǎng)連成一體，推動海南省社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國正積極規(guī)劃建設(shè)瓊州海峽跨海通道工程。潛浮式倒懸索橋是將懸索橋和阿基米德橋相結(jié)合而構(gòu)造的一種新橋型，具有懸索橋和阿基米德橋的雙重優(yōu)點(diǎn)，可以作為瓊州海峽跨海通道工程的比選方案。潛浮式倒懸索橋一般處于水下30m左右，環(huán)境條件比較復(fù)雜，當(dāng)外界產(chǎn)生的激振力引起橋體共振時，將對潛浮式倒懸索橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，車輛的正常運(yùn)營，司機(jī)及乘客的舒適性等帶來嚴(yán)重影響。因此，研究潛浮式倒懸索橋與水

2、的耦合振動，了解潛浮式倒懸索橋在動態(tài)條件下的自振頻率是十分必要的。 本文以潛浮式倒懸索橋的動力特性為研究對象，首先介紹了阿基米德橋、懸索橋和潛浮式倒懸索橋的概念和特點(diǎn)，闡述了阿基米德橋的國內(nèi)外研究動態(tài)，論證了潛浮式倒懸索橋的優(yōu)越性及課題研究的意義；其次分析了環(huán)境荷載對潛浮式倒懸索橋動力特性的影響，探索了應(yīng)用ANSYS有限元軟件對流固耦合系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析的計算方法；為了研究水對潛浮式倒懸索橋的重點(diǎn)部位深水墩動力性能的影響，組建了兩

3、套測試系統(tǒng)，對兩組不同形狀的橋墩模型進(jìn)行了動力特性試驗，測量模型的自振頻率，得出橋梁在振動過程中形成橋墩與水的耦合作用，隨著水深的增加，橋墩阻尼逐漸加大而自振頻率逐漸降低，當(dāng)水位達(dá)到橋墩一定高度時，水對橋墩自振頻率的影響已不能忽略等結(jié)論；為了設(shè)計潛浮式倒懸索橋的模型和試驗方案，本文預(yù)先采用潛浮式倒懸索橋的簡化模型進(jìn)行模態(tài)試驗，測試模型在不同水位下的自振頻率，研究水位對潛浮式倒懸索橋簡化模型動力性能的影響程度，總結(jié)試驗經(jīng)驗和試驗規(guī)律，從而