迄今對大跨度橋梁的顫振研究很少考慮靜風非線性效應的影響,而大跨度懸索橋在靜風荷載作用下主梁會產(chǎn)生明顯的附加攻角并改變結構動力特性,這些非線性效應對大跨度橋梁顫振穩(wěn)定性的影響程度如何?目前尚缺乏深入研究。本文以深中通道伶仃洋大橋為工程背景,在傳統(tǒng)的三維顫振頻域分析理論上,發(fā)展了考慮靜風非線性效應的三維顫振分析方法,并基于全橋氣彈模型風洞試驗進行了驗證。本文主要研究內容如下所述:（1）建立伶仃洋大橋成橋狀態(tài)以及主梁架設典型施工階段有限元分析模型,并計算得到成橋狀態(tài)以及施工各階段的結構動力特性。（2）對ANSYS商用軟件進行二次開發(fā),編制了大跨度懸索橋靜風非線性效應分析程序;利用風洞三分力試驗獲得的伶仃洋大橋成橋狀態(tài)以及施工狀態(tài)的主梁靜力三分力系數(shù),對其進行考慮結構非線性和靜風非線性的有限元分析,得到不同攻角下,主梁各點處隨風速變化的靜風響應。（3）利用MATLAB軟件,編制了大跨度懸索橋多模態(tài)顫振頻域分析程序;采用分狀態(tài)強迫振動試驗方法測量并識別了主梁成橋狀態(tài)和施工狀態(tài)在-1°⁸°初始來流風攻角下的顫振導數(shù),在此基礎上進行多模態(tài)顫振分析,探討其在不同初始風攻角下發(fā)生顫... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

明石海峽大橋（1991m）

海峽長 85km，是連接兩洲鐵路網(wǎng)的重點工程；直布羅陀海峽位于歐非兩洲之間，海峽長 87km，是地中海進入大西洋的通道，目前正在規(guī)劃中；土耳其海峽是亞歐兩洲的分界線，包括博斯普魯斯海峽、馬爾馬拉海和恰納卡萊海峽，土耳其共和國為了慶祝其建國 100 周年將在恰納卡萊海峽建造一座主跨達到 2023m 的兩塔三跨懸索橋，建成后將為世界上最大跨度的懸索橋；墨西拿海峽位于西西里島和意大利之間，海峽長 39km，意大利將于其上建一座跨度為 3300m 的公鐵兩用懸索橋，這項史無前例的超級工程備受世人矚目，將是世界上跨海工程的里程碑。歐洲的跨海工程進入了大力建設時期，尤其如英國、挪威和瑞典等島國，想通過橋梁將各區(qū)域相連。亞洲地區(qū)，尤其是日本、韓國和中國，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展，跨海連島工程也取得不錯的成就。中國目前通車的港珠澳大橋是世界上里程最長、壽命最長、鋼結構最大、施工難度最大、沉管隧道最長、技術含量最高、科學專利和投資金額最多的跨海大橋，隸屬于珠江口伶仃洋跨海工程；舟山連島工程是世界規(guī)模最大的島陸聯(lián)絡工程，其中全長目前位居已建成橋梁國內第一，世界第二的西堠門大橋就屬于該工程，目的是使舟山更緊密融入長三角經(jīng)濟圈。列出幾張代表性的懸索橋如圖 1-1~圖 1-4 所示：

尤其是日本、韓國和中國，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展，跨海連島工程也取得不錯的成就。中國目前通車的港珠澳大橋是世界上里程最長、壽命最長、鋼結構最大、施工難度最大、沉管隧道最長、技術含量最高、科學專利和投資金額最多的跨海大橋，隸屬于珠江口伶仃洋跨海工程；舟山連島工程是世界規(guī)模最大的島陸聯(lián)絡工程，其中全長目前位居已建成橋梁國內第一，世界第二的西堠門大橋就屬于該工程，目的是使舟山更緊密融入長三角經(jīng)濟圈。列出幾張代表性的懸索橋如圖 1-1~圖 1-4 所示：圖 1-1 明石海峽大橋（1991m） 圖 1-2 西堠門大橋（1650m）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同風攻角下薄平板的顫振導數(shù)[J]. 王騎,李郁林,李志國,廖海黎.  工程力學. 2018(10)
[2]靜風效應對千米級懸索橋顫振的影響[J]. 熊龍,廖海黎,馬存明,王騎.  華中科技大學學報(自然科學版). 2016(12)
[3]附加攻角效應對顫振穩(wěn)定性能影響[J]. 歐陽克儉,陳政清.  振動與沖擊. 2015(02)
[4]橋梁主梁斷面18個顫振導數(shù)識別的三自由度強迫振動法[J]. 牛華偉,陳政清.  土木工程學報. 2014(04)
[5]柔性懸索吊橋的幾何非線性特性[J]. 曹國輝,胡佳星,張鍇,劉超.  中南大學學報(自然科學版). 2014(02)
[6]基于離散元法的桿系結構幾何非線性大變形分析[J]. 齊念,葉繼紅.  東南大學學報(自然科學版). 2013(05)
[7]基于U.L列式的帶剛臂平面梁元非線性分析[J]. 鄧繼華,邵旭東.  湖南大學學報(自然科學版). 2012(05)
[8]風致靜力扭角對橋梁顫振性能影響的節(jié)段模型試驗研究[J]. 朱樂東,朱青,郭震山.  振動與沖擊. 2011(05)
[9]梁元修正拉格朗日法的剛體檢驗和節(jié)點力計算[J]. 張年文,童根樹.  浙江大學學報(工學版). 2010(10)
[10]四渡河峽谷大橋橋位風的湍流特性實測分析[J]. 龐加斌,宋錦忠,林志興.  中國公路學報. 2010(03)

博士論文
[1]考慮靜風效應及自激氣動力跨向相關性的大跨度懸索橋精細化顫振分析方法[D]. 熊龍.西南交通大學 2017
[2]橋梁斷面氣動導數(shù)識別的三自由度強迫振動法[D]. 郭震山.同濟大學 2006

碩士論文
[1]扁平箱梁顫振性能的量化與預測[D]. 閆雨軒.西南交通大學 2017
[2]大跨度懸索橋成橋狀態(tài)顫振分析[D]. 周繼.西南交通大學 2011
[3]大跨度懸索橋施工過程顫振分析[D]. 徐優(yōu).西南交通大學 2006
[4]懸索橋的三維顫振頻域分析及其施工階段顫振穩(wěn)定性研究[D]. 艾輝林.西南交通大學 2003



本文編號：2968254