【摘要】：超大跨度橋梁質(zhì)量相對(duì)輕、剛度小、阻尼比低等特點(diǎn)使其易產(chǎn)生風(fēng)致振動(dòng)現(xiàn)象,因而在大跨度橋梁設(shè)計(jì)階段橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵性作用。主梁采用分離式雙箱的截面形式是提高超大跨度橋梁顫振穩(wěn)定性的一種措施。分離式雙箱梁提高橋梁顫振臨界風(fēng)速的同時(shí),增加的中間空隙也使主梁繞流場(chǎng)更加復(fù)雜,易形成渦激振動(dòng)。振動(dòng)機(jī)制是指對(duì)模型約束的形式,約束形式會(huì)對(duì)模型的繞流場(chǎng)產(chǎn)生很大的影響。本文基于風(fēng)洞試驗(yàn)研究振動(dòng)機(jī)制對(duì)于大跨度分離式雙箱梁繞流場(chǎng)特性的影響。首先,對(duì)分離式雙箱梁節(jié)段模型進(jìn)行固定及彈性懸掛風(fēng)洞試驗(yàn),深入分析模型渦激振動(dòng)特性,深入分析不同振動(dòng)機(jī)制下無(wú)附屬結(jié)構(gòu)主梁節(jié)段模型表面風(fēng)壓沿來(lái)流方向的分布特性、渦激振動(dòng)全過(guò)程繞流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,揭示不同振動(dòng)機(jī)制對(duì)于分離式雙箱梁繞流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律的影響;分析振動(dòng)機(jī)制及振動(dòng)幅值對(duì)壓力系數(shù)和流場(chǎng)脈動(dòng)RMS(壓力均方根)值的影響;研究振動(dòng)機(jī)制對(duì)分離點(diǎn)位置的影響,得出結(jié)構(gòu)是否可能產(chǎn)生渦激振動(dòng)的判斷依據(jù)。其次,研究振動(dòng)機(jī)制對(duì)分離式雙箱梁模型展向相關(guān)性的影響。分析不同振動(dòng)機(jī)制下分離式雙箱梁模型表面壓力展向相關(guān)性,得出不同振動(dòng)機(jī)制下模型表面壓力展向相關(guān)性沿來(lái)流方向的變化趨勢(shì)。分析不同振動(dòng)機(jī)制下模型表面壓力的展向相關(guān)性與折減風(fēng)速的變化關(guān)系。比較不同振動(dòng)機(jī)制下表面壓力的展向相關(guān)性衰減規(guī)律;研究不同振動(dòng)機(jī)制下分離式雙箱梁模型升力系數(shù)展向相關(guān)性,分析渦振鎖定區(qū)內(nèi)其升力展向相關(guān)性的變化趨勢(shì)與渦振振幅的變化關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U441
【圖文】：

渦振介于強(qiáng)迫振動(dòng)與自激振動(dòng)之間，具有自激、限幅、非線性等特點(diǎn)，是一種復(fù)雜的“流固耦合”振動(dòng)[1]。雖然渦振是有限幅不發(fā)散振動(dòng)，不會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)毀滅性破壞，但易造成橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，降低駕駛員的安全感、舒適感，同時(shí)也降低結(jié)構(gòu)的耐久性。1.1 渦激振動(dòng)1.1.1 大跨度橋梁渦激振動(dòng)質(zhì)量較輕、剛度小、自振頻率低等特性造成大跨橋梁在低風(fēng)速下較易發(fā)生渦振。橋梁成橋狀態(tài)會(huì)添加一些附屬結(jié)構(gòu)，這些附屬結(jié)構(gòu)增大了橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生渦激振動(dòng)的概率[2]。大跨度連續(xù)梁橋發(fā)生渦振現(xiàn)象的典型案例有俄羅斯的伏爾加河橋、巴西里約-尼特羅伊橋。俄羅斯的伏爾加河橋是全長(zhǎng)約 11km 的連續(xù)梁橋，在 16~18m/s 的風(fēng)環(huán)境下出現(xiàn)“蛇形共振”現(xiàn)象，橋梁最大豎向振幅接近 1m，圖 1.1 為監(jiān)控拍到的伏爾加河橋渦激共振發(fā)生時(shí)的畫面[3]。

圖 1.2 第二塞文橋渦振案例東橋[5]、中國(guó)的西堠門大橋[6-9]等大跨度懸索橋也產(chǎn)生了發(fā)生帶東橋長(zhǎng) 6.8km，其中主橋?yàn)?535m+1624m+535m)懸索橋。營(yíng)階段均出現(xiàn)高階渦激振動(dòng)現(xiàn)象，且渦振振幅較大。型渦激振動(dòng)案例可知，在懸索橋、斜拉橋、鋼連續(xù)梁橋等結(jié)近年來(lái)，我國(guó)建設(shè)大跨徑橋梁地區(qū)增多，同時(shí)在幾座橋梁上

圖 1.3 研究技術(shù)路線圖1.5 本文研究?jī)?nèi)容首先，對(duì)分離式雙箱梁節(jié)段模型進(jìn)行固定及彈性懸掛風(fēng)洞試驗(yàn)，深入分析模型渦激振動(dòng)特性，深入分析不同振動(dòng)機(jī)制下無(wú)附屬結(jié)構(gòu)主梁節(jié)段模型表面風(fēng)壓沿來(lái)流方向的分布特性、渦激振動(dòng)全過(guò)程繞流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，揭示不同振動(dòng)機(jī)制對(duì)于分離式雙箱梁繞流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律的影響；分析振動(dòng)機(jī)制及振動(dòng)幅值對(duì)壓力系數(shù)和流場(chǎng)脈動(dòng) RMS（壓力均方根）值的影響；研究振動(dòng)機(jī)制對(duì)分離點(diǎn)位置的影響，得出結(jié)構(gòu)是否可能產(chǎn)生渦激振動(dòng)的判斷依據(jù)。其次，研究振動(dòng)機(jī)制對(duì)分離式雙箱梁模型展向相關(guān)性的影響。分析不同振動(dòng)機(jī)制下分離式雙箱梁模型表面壓力展向相關(guān)性，得出不同振動(dòng)機(jī)制下模型表面壓力展向相關(guān)性沿來(lái)流方向的變化趨勢(shì)。分析不同振動(dòng)機(jī)制下模型表面壓力的展向相關(guān)性與折減風(fēng)速的變化關(guān)系。比較不同振動(dòng)機(jī)制下表面壓力的展向相關(guān)性衰減規(guī)律；分析不同振動(dòng)機(jī)制下

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2744914