[碩士]鐵路斜拉橋施工階段抖振分析

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　　[碩士]鐵路斜拉橋施工階段抖振分析　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　伴隨著材料和施工工藝的發(fā)展，新的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法己經(jīng)基本可以避免結(jié)構(gòu)氣動(dòng)失穩(wěn)的發(fā)生。但是，隨著橋梁跨度的增加，結(jié)構(gòu)將變得更加輕柔，阻尼更小，質(zhì)量更輕，這些因素導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)的敏感性不斷增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的風(fēng)致響應(yīng)問(wèn)題變得更加突出。抖振是一種紊流風(fēng)引起的振動(dòng)形式，抖振具有在任何風(fēng)速下都發(fā)生的特點(diǎn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)處于施工階段時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度較小，抖振可以誘發(fā)結(jié)構(gòu)較大的振動(dòng)，因此，有必要研究施工階段橋梁的抖振響應(yīng)。　　本文以鐵路斜拉橋施工階段的抖振響應(yīng)為研究對(duì)象，主要工作包括以下幾個(gè)方面:　　 (1)建立了一種簡(jiǎn)化的斜拉橋三維隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)模型，并使用諧波合成法編制了相應(yīng)的風(fēng)場(chǎng)模擬程序。　　 (2)在結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性計(jì)算方面，介紹了鋼析架加勁梁的建模方法;根據(jù)剛度和質(zhì)量等效的原則，建立了單主梁模型來(lái)簡(jiǎn)化模擬整體析架加勁梁，這種簡(jiǎn)化模型對(duì)后續(xù)的風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算非常方便?！　? (3)以Scanlan抖振理論為基礎(chǔ)，對(duì)靜風(fēng)荷載和抖振力荷載進(jìn)行了時(shí)域化處理，并采用數(shù)值積分方法對(duì)動(dòng)力平衡方程進(jìn)行了逐步求解，獲得了結(jié)構(gòu)的抖振響應(yīng):開(kāi)發(fā)了抖振分析通用程序?！　? (4)以某鐵路斜拉橋的施工階段為工程背景，詳細(xì)介紹了節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)和全橋模型風(fēng)洞試驗(yàn)的內(nèi)容，并對(duì)橋梁的抖振響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)量;采用自己編制的抖振分析程序?qū)υ撔崩瓨虻亩墩耥憫?yīng)進(jìn)行了計(jì)算分析，對(duì)比研究了氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)及橋塔所受的風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)抖振響應(yīng)計(jì)算結(jié)果的影響?！　? 通過(guò)對(duì)比理論計(jì)算結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn):理論計(jì)算結(jié)果和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果變化趨勢(shì)基本一致:風(fēng)洞試驗(yàn)的試驗(yàn)值基本處于氣動(dòng)導(dǎo)納取1和取Sears函數(shù)的計(jì)算值之間，因此理論分析時(shí)應(yīng)該偏安全地采用氣動(dòng)導(dǎo)納取1進(jìn)行計(jì)算;考慮橋塔的風(fēng)效應(yīng)會(huì)更加精確地獲得橋塔的橫橋向抖振響應(yīng);風(fēng)場(chǎng)相關(guān)性函數(shù)模型、模擬的風(fēng)速樣本以及計(jì)算精度都會(huì)影響計(jì)算分析的精度。

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