索結(jié)構(gòu)是橋梁工程中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一,在風(fēng)雨荷載下極易發(fā)生大幅振動(dòng),影響結(jié)構(gòu)安全。但是,分析斜拉索風(fēng)雨振時(shí),學(xué)者們通常僅選取索作為研究對(duì)象�？紤]到實(shí)際工程中,梁、索共同工作,二者之間耦合作用不容忽視。隨著斜拉橋跨度的增大,主梁的細(xì)柔特性更加明顯,索梁的幾何非線性和構(gòu)件模態(tài)的相互影響,加劇了索振動(dòng)的非線性行為,使其特性更加區(qū)別于單根拉索,因此索梁耦合結(jié)構(gòu)將作為本文主要研究對(duì)象。本文將系統(tǒng)分析在風(fēng)雨荷載激勵(lì)下,梁所受外部激勵(lì)形式、索梁頻率比等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的影響,為耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和減振提供理論指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容如下:建立靜止雨線下索-梁耦合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制方程并驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。利用數(shù)值方法,對(duì)該結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力和物理響應(yīng)進(jìn)行分析。具體研究索、梁在不同外部頻率激勵(lì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)下,斜拉索的振動(dòng)位移響應(yīng),提出有效控制斜拉索振動(dòng)的方法。根據(jù)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算結(jié)果,選取索梁固有頻率比為1:2,外部激勵(lì)與梁形成主共振的工況,定量分析斜拉索和梁的非線性物理響應(yīng)。討論外激勵(lì)與梁頻率差異、索梁之間頻率差異、外部激勵(lì)荷載的幅值、風(fēng)速共四種因素對(duì)斜拉索和梁的非線性物理響應(yīng)的影響,為減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)中的非線性響應(yīng)提供設(shè)計(jì)思路。建立運(yùn)動(dòng)雨線下索-梁耦合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制方程并驗(yàn)證準(zhǔn)確性。研究不同共振形式下斜拉索的風(fēng)雨振。并針對(duì)每種共振形式,控制外部激勵(lì)幅值以得出不同激勵(lì)下斜拉索的振幅,及振幅隨激勵(lì)的變化規(guī)律。在此計(jì)算的基礎(chǔ)上,選擇能夠展現(xiàn)出經(jīng)典風(fēng)雨振現(xiàn)象的工況。考慮風(fēng)速脈動(dòng)成分的影響,提出斜拉索凈阻尼計(jì)算公式,研究脈動(dòng)幅值和脈動(dòng)頻率對(duì)斜拉索振動(dòng)的影響�？紤]索梁構(gòu)件之間模態(tài)的相互耦合,重新計(jì)算分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性�；隈詈辖Y(jié)構(gòu)振動(dòng)控制方程,引入模態(tài)耦合影響分別得到靜態(tài)和動(dòng)態(tài)雨線情況下斜拉索的振動(dòng)特性。與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證考慮模態(tài)耦合的合理性,研究表明模態(tài)的耦合加劇了導(dǎo)致結(jié)構(gòu)非線性力學(xué)行為的復(fù)雜性。通過模態(tài)分岔圖、龐加萊截面和相軌跡圖,對(duì)兩種情況下斜拉索和主梁的振動(dòng)行為進(jìn)行分岔和混沌分析,得出各自的振動(dòng)特點(diǎn),提出不同情況下對(duì)斜拉索進(jìn)行減振的主要方案。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U441.3
【部分圖文】：

索-梁耦合結(jié)構(gòu)受力模型

22 330 1( )2 6DBBC B B 數(shù)據(jù)，升力阻力系數(shù)擬合為風(fēng)攻角的函數(shù)，如圖 2-3 所示開始，升力和阻力系數(shù)出現(xiàn)突變。-45 到-12 風(fēng)攻角區(qū)間動(dòng)。

i）41 m/s j）42 m/s k）43 m/s l）44 m/s圖 2-4 各風(fēng)速下拉索振動(dòng)位移時(shí)程曲線圖 2-4 表示索梁耦合結(jié)構(gòu)的振動(dòng)當(dāng)中，設(shè)定梁的振動(dòng)為 0 時(shí)，斜拉索在各個(gè)風(fēng)速下的振動(dòng)時(shí)程曲線，橫縱坐標(biāo)分別表示無量綱時(shí)間及位移。發(fā)現(xiàn)風(fēng)速為 25 m/s時(shí)，斜拉索振幅整體趨勢(shì)是由大減小，不穩(wěn)定振動(dòng)階段經(jīng)時(shí)長(zhǎng)較短。而 35 m/s 到
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本文編號(hào)：2865265