谢宇新[1]2003年在《驰振稳定性分析及其工程应用》文中研究说明本文基于驰振系统的准定常理论,就实际工程当中所较为常见的驰振稳定性问题进行分析。由于忽略振动中所产生的频率漂移以及其他一些相关动态因素的变化,可以大大简化振动分析的复杂程度,在满足安全、经济等要求的前提下,使本来较繁复的计算工作在实际工程当中得以有效的进行。首先,根据相关的气动弹性力学理论对驰振的诱发机理进行分析,同时也简要介绍了失速颤振中的其它几种常见形式以及同驰振的联系。在此基础上,建立易发驰振结构模型,然后列出结构响应的运动方程,最后考察静态平衡位置附近的小扰动的稳定性。对于单自由度结构,分别对该结构的平移及扭转稳定性进行分析;对于多自由度结构,则在分析其平移以及扭转之外着重讨论其耦合稳定性。其次,分析实际工程当中常见的薄壁箱梁结构的振动,对于弯曲振动,取欧拉-伯努利模型,得到固有频率和模态函数;对于扭转振动,则将其转化成翼形的纯扭转问题。在低频振荡的情况下,可以忽略那些与频率的高次幂成正比的非线性项,使得甚为复杂的解析式得到简化。最后,以工程当中较常见的实际问题——薄壁箱梁以及悬索结构的驰振稳定性问题为例,应用基于准定常理论得结构模型,进行分析计算。
于洪刚[2]2008年在《大跨度拱桥气动参数识别及风致响应研究》文中指出本文采用物理风洞试验和理论模型计算相结合的研究方法,对上海卢浦大桥、广州新光大桥、湖南茅草街大桥、浙江叁门口大桥和宜宾岷江二桥风致振动进行了系统研究。主要对气动参数识别、抖振时域分析、静风稳定性分析、风振稳定性评价和涡振控制等进行了一系列研究工作。本文主要的研究工作和结论包括:1)采用测力天平对矩形拱肋、双陀螺形拱肋、四方柱拱肋和四圆柱拱肋节段模型进行了静风叁分力系数识别。不同风攻角下的阻力系数变化幅值不大;四圆柱断面拱肋叁分力系数的缩尺模型风洞试验结果受雷诺数影响较大,必须进行必要的修正。2)采用互功率谱方法对矩形拱肋、双陀螺形拱肋和四方柱拱肋节段模型进行了等效气动导纳试验识别。不同气动外形导纳函数识别结果的变化规律不完全相同,但均具有随折算频率递增而衰减的趋势。其中,0°风攻角下,叁种不同拱肋模型识别出的阻力方向等效气动导纳函数总体上小于1;升力方向等效气动导纳函数在低频段大于1;折减频率较低的区域,矩形拱肋和双陀螺拱肋模型升力矩方向等效气动导纳函数也大于1。3)采用随机搜索法对矩形拱肋、双陀螺形拱肋和四方柱拱肋节段模型进行了18个气动导数识别,并对叁座拱桥进行了抖振时域计算分析,探讨了自激力和气动导纳等因素对抖振响应的影响。气动导纳采用实测值、Sears函数和1等叁种不同形式下,抖振位移有明显差别;自激力总体上会减小抖振位移,但幅度不大,工程计算中可以偏安全地忽略自激力的影响。4)采用塑性铰法和低松弛迭代法对广州新光大桥和浙江叁门口大桥进行了静风稳定性分析,低松弛法的静风失稳临界风速比塑性铰法要小,偏于安全,而且不需要人为跟踪塑性铰,计算过程简单、实用。5)对大跨度拱桥潜在风振形式研究表明:拱桥驰振和颤振可能性很小、拱肋断面很钝时会出现涡激共振,但拱桥抖振现象比较普遍。
唐浩俊[3]2016年在《复杂山区峡谷大跨度钢桁梁悬索桥风致振动及气动措施》文中研究指明随着中西部地区公路交通的进一步发展,将会有越来越多跨越山区峡谷的大跨度桥梁出现。大跨度桥梁的抗风性能是目前风工程领域研究的热点及难点,而山区峡谷中复杂的地形地貌使来流具有特殊性,使桥梁的风致振动问题变得更为突出。本文围绕复杂来流下大跨度钢桁梁悬索桥的风致振动及气动优化措施,进行了如下研究：首先,发展了驰振的能量分析方法,通过CFD动网格技术,计算截面做强迫简谐振动时气动力输入结构的能量大小,从而判断截面是否具备发生驰振的可能。针对单方柱截面的驰振,分别通过Den Hartog判据和能量分析方法判断了其不稳定驰振区域,并对两种方法的计算结果进行了比较。进一步分析了振动频率、振幅、来流风速对气动力输入能量的影响,确定了方柱截面驰振的最大振幅及抑制振动所需的最小阻尼比。针对双圆柱截面的尾流驰振,判断了下游柱的驰振不稳定区域,从气动力做功的角度分析了尾流驰振的机理,并讨论了圆周运动半径、频率及来流风速对尾流驰振的影响。然后,针对山区峡谷的大风向角来流,以实际桥塔为对象,通过数值模拟分析了两串列带圆角方柱的非定常绕流。研究了风速、风向角和间距比对截面气动力系数的影响,以及由于上、下游塔柱侧力大小及变化趋势不同而造成桥塔扭矩增大的效应。进一步研究了不同来流风速、风向角下,桥塔尾流对塔周长吊索气动特性的干扰。通过对流场特征及吊索气动力的变化规律进行分析,研究了桥塔尾流作用下塔周长吊索发生涡振的可能性。结合能量分析方法,研究了桥塔尾流作用下塔周长吊索发生尾流驰振的可能性。通过风洞试验重现了桥塔尾流致塔周长吊索振动的现象,并讨论了吊索振动轨迹的特点。针对山区峡谷的大风攻角来流,以具有理想平板断面的简支梁桥为对象,通过数值模拟研究了不同风攻角下结构颤振形态的变化,从气动力输入能量的角度对机理做了解释,并进一步分析了大风攻角下中央开槽和中央稳定板对颤振稳定性的作用及其机理。针对山区峡谷的非均匀来流,通过ANSYS软件实现了非均匀来流下桥梁的叁维颤振分析。分别考虑来流风攻角、来流风速沿桥跨方向的非均匀分布,在明确非均匀来流是否会降低桥梁结构的颤振稳定性之后,进一步研究了非均匀来流作用位置和作用范围对桥梁颤振性能的影响。最后,通过节段模型风洞试验研究了某大跨度钢桁梁悬索桥的颤振性能。在确定大风攻角下节段模型试验装置振动方向与实际桥梁振动方向的差异对颤振临界风速试验结果的影响后,针对中央开槽和中央稳定板这两种气动措施进行了优化对比,提出了综合气动优化措施方案,并建立了CFD简化板桁模型进一步分析了该措施的机理及其对桥面车道风环境的影响。结果表明：能量分析方法的结果与经典研究较为吻合,能够用于评判截面的驰振、尾流驰振以及颤振。在相当大的风向角范围内,桥塔脱落的漩涡会对塔周长吊索的气动特性产生非常大的影响。吊索会沿顺桥向及横桥向发生振动,当桥塔的漩涡脱落频率接近吊索的自振频率时,其振幅将达到最大。大风攻角来流下,中央开槽会使已经出现钝体性质的平板进一步表现出钝体的性质,不利于结构的颤振稳定性；中央稳定板如果与平板迎风端形成的漩涡位于同一侧,将通过阻碍漩涡移动的方式提高结构的颤振稳定性。相比沿桥跨方向风攻角或风速的平均值而言,来流的非均匀分布会降低桥梁的颤振性能,且对桥梁跨中附近位置的影响最大。当跨中风攻角小于两侧时,大跨度钢桁梁悬索桥的颤振临界状态甚至可能由频率较高的反对称扭转模态决定。对于大跨度钢桁梁悬索桥,封闭中央开槽并在桥面板中央上、下侧设置稳定板,可以有效提高结构的颤振稳定性,并使零攻角和负攻角来流下桥面各车道的风环境得到一定程度的改善。
《中国公路学报》编辑部[4]2014年在《中国桥梁工程学术研究综述·2014》文中提出为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了各国桥梁工程领域(包括高性能材料、桥梁作用及分析、桥梁设计理论、钢桥及组合结构桥梁、桥梁防灾减灾、桥梁基础工程、桥梁监测、评估及加固等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先在总结了中国桥梁工程建设成就的同时对未来桥梁工程的发展趋势进行了展望;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了细化和疏理:高性能材料方面重点分析了超高性能混凝土(UHPC)和CFRP材料,桥梁作用方面分析了车辆荷载和温度,钢桥及组合结构桥梁方面分析了钢桥抗疲劳设计与维护技术和钢-混凝土组合桥梁,桥梁防灾减灾方面分析了抗震、抗风、抗火、抗爆和船撞及多场、多灾害耦合;最后对无缝桥、桥面铺装、斜拉桥施工过程力学特性及施工控制、计算机技术对桥梁工程的冲击进行了剖析,以期对桥梁工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
欧阳克俭[5]2011年在《气动力有理函数识别与颤振稳定性的多因素分析》文中研究说明直接识别气动力有理函数可以同时满足时域和频域颤振分析对前期气动力信息的需求,相应的理论体系和试验技术的建立具有重要的工程实用价值。随着桥梁结构向轻柔大跨方向发展,有必要深入研究拉索振动和拉索气动力形成的拉索效应、风的静力附加攻角效应、气动控制措施等因素对颤振稳定性的影响。为此,本文开展了以下几方面的工作：(1)建立了基于叁自由度节段模型自由振动法和强迫振动法气动力有理函数识别的理论体系,编制了强迫振动气动力有理函数的识别程序。强迫振动法试验结果证明适当选择两个试验风速即可有效识别气动力有理函数及与之对应的气动导数,为气动导数识别提供了一条新途径,能显着降低风洞试验工作量,可在工程中推广应用。(2)提出了快速拟合气动力有理函数系数的粒子群优化算法,算法为全局最优。在有理函数表达的气动力基础上,提出了在ANSYS中实现纯时域颤振分析的新方法,其中气动力中的气动刚度及气动阻尼部分通过MATRIX27单元实现,而递推部分则作为外部荷载处理。(3)给出了拉索非定常气动力矩阵的显示表达式,编制了相应的程序模块,并嵌入到现有NACS程序中,实现了计入拉索气动力的颤振分析程序开发。建立了一种凝聚拉索质量的斜拉桥有限元新模型,解决了拉索分段之后扭转振型阶次过高的问题。在ANSYS中,通过在新模型的索单元节点处设置MATRIX27(?)单元,考虑了拉索气动力和拉索振动对斜拉桥颤振稳定性的影响,结果表明这两项因素的联合作用使颤振临界风速提高。通过强迫振动法装置识别气动导数有效克服了传统自由振动法中存在的附加攻角问题,并进行了加密攻角变化步长的气动导数识别试验,实现了在ANSYS中自动计入附加攻角效应的颤振计算方法,能有效考虑气动力非线性。(4)基于有限元叁维颤振分析,从能量原理的角度明确了中央稳定板对桁架梁悬索桥颤振的作用机理是增加了竖弯自由度的参与程度,使颤振形态由单自由度扭转振动向弯扭耦合振动转移。将叁维桁架结构简化成二维模型,通过CFD数值模拟以及PIV风洞试验从细观的角度探明了中央稳定板对桁架梁悬索桥断面绕流的作用机理。
李胜利[6]2010年在《大跨径悬索桥施工期暂态结构抗风性能及控制》文中指出大跨径悬索桥施工期暂态结构刚度较低、工期较长、风环境复杂,成桥时不会发生的风效应存在发生的可能性。具有费时、费力、费财特点的风洞试验,主要针对影响施工安全的关键工况进行研究,对于影响小、工期短的工况不太适合,然而这些工况的施工在一定程度上是以牺牲时间或工作人员的安全性和舒适性为代价的。当前,随着大跨径悬索桥跨度不断增大,对施工要求愈来愈高,施工时间更加宝贵,施工人员的安全性和舒适性也越来越受到重视。同时,随着具有省时、省力、省财特点的数值技术日新月异,用理论知识和计算机来解决大跨径悬索桥施工抗风各种问题成为可能。因此,进行大跨径悬索桥施工期暂态结构的抗风性能和控制更加细致入微的理论分析和数值模拟研究具有一定的理论与实际意义。本文在综述大跨径悬索桥施工期抗风性能及控制和现场调研的基础上,针对存在的问题和不足,运用ansys、fluent、matlab等软件和现有的风洞试验结果相结合的研究方法,在多方面展开了深入研究,主要内容和成果如下:1.针对大跨径悬索桥施工期门型变截面桥塔考虑塔柱气动干扰效应影响的驰振性能问题,利用有限元和CFD相结合的方法,提出了一种变截面高耸结构驰振分析的实用数值方法,利用该方法系统分析了大跨径悬索桥桥塔施工期典型工况的驰振性能并研究了气动干扰效应对双塔柱驰振性能的影响。结果表明:本文提出的计算变截面高耸结构的数值方法和所采用的数值风洞湍流模型方法均正确。横桥向,由于塔柱间气动干扰效应的存在,双塔柱整体的驰振性能与不考虑气动干扰效应的单柱的驰振性能不同;与矩形截面柱相比,采用截面倒角的形式对桥塔的驰振性能并不有利。对于单塔柱,矩形截面柱和倒角截面柱的前柱驰振力系数均大于零,后柱均存在小于零的情况,并且后柱的驰振力系数绝对值大于双塔柱整体的驰振力系数绝对值。纵桥向,桥塔双塔柱整体和单塔柱均不存在驰振力系数小于零的情况。对于本文算例的混凝土桥塔施工期各工况方柱截面和倒角截面塔柱不存在驰振失稳的问题。2.针对大跨径悬索桥桥塔施工期风致抖振性能和施工人员舒适性的问题,采用了ANSYS的瞬态动力学研究方法,研究了某大跨径悬索桥砼桥塔施工期各工况的抖振响应以及组合框架结构形式的砼桥塔施工期的舒适性。研究结果表明:对于门型悬索桥桥塔的施工舒适性来说,最不利工况发生在没有施工横梁的工况,而不是施工的最终裸桥塔工况,传统上仅仅根据位移均方根和最大值来衡量桥塔施工可靠性是不科学的,应该同时考虑狄克曼指标对施工人员舒适性的影响。3.针对无抗风缆猫道动力特性缺乏理论研究的问题,采用理论建模和ANSYS有限元预应力索结构模态分析的研究方法,对大跨径悬索桥无抗风缆猫道动力特性进行了研究,理论推导了无抗风缆猫道1阶竖向、侧向和扭转振动频率公式,数值分析了各参数对猫道振动特性的影响。结果表明:桥塔对猫道自振频率影响很小;猫道的振动频率随着矢跨比的增加而呈减小的趋势;横向天桥的位置和个数对猫道低阶频率影响很小,对高阶频率有一定影响;平行索对猫道频率几乎无影响,交叉索对猫道低频影响很小,对扭转频率有一定提高;CFRP与钢承重绳猫道的自振频率差别不大,却能大大降低对卷扬机等施工机具的要求。4.针对大跨径无抗风缆猫道双重非线性静风稳定性问题,结合节段模型风洞试验结果,运用二次开发的ANSYS软件,建立东海某大跨径悬索桥无抗风缆猫道的有限元模型,综合考虑由有效风攻角和有效风速构成的静风荷载非线性和猫道几何非线性的双重影响,采用增量双重迭代搜索法,研究了猫道静风失稳的全过程以及各参数对猫道静风稳定性的影响。结果表明:大跨径猫道的失稳形态主要为空间弯扭耦合失稳,扭转变形对猫道的静风失稳有明显影响,升力和扭转力矩是猫道失稳的关键因素;大跨径猫道的静风稳定性计算必须同时考虑由有效风攻角和有效风速对静风荷载非线性和猫道的几何非线性的影响;不计入猫道结构变形的影响,则会高估猫道的抗静风稳定能力;适当减小横向天桥的间距和增大其刚度可以提高猫道的静风失稳临界风速;随着初始风攻角和猫道矢跨比的增大,猫道的静风稳定性有所下降;设置水平拉索会降低猫道静风失稳临界风速。5.针对施工期暂态主缆驰振稳定性问题,采用CFD数值模拟和有限元数值计算的研究方法,结合正在建设的东海某大跨径悬索桥,研究了施工期暂态主缆未采取抗风措施时两种常见的施工方案各工况截面的驰振力系数,比较了两种施工方案的优劣,然后针对较优的施工方案,计算了其驰振临界风速。结果表明:尖顶型方案的驰振性能优于平顶型方案并且该桥施工期尖顶型方案暂态主缆存在会发生驰振失稳的工况。6.针对施工期暂态主缆驰振控制的问题,基于预应力索结构的静动力和瞬态分析,对东海某大跨径悬索桥施工期暂态主缆的辅助索制振参数进行了研究,同时研究了用辅助索控制暂态主缆驰振失稳的具体方案,采用了考虑几何非线性影响的有限元数值分析研究方法,建立了该悬索桥施工期暂态主缆-猫道系统的有限元模型,研究了辅助索位置、布置方式和刚度大小对暂态主缆1阶竖向振动频率的影响;研究了辅助索阻尼、刚度和个数对暂态主缆面内等效阻尼比的影响;最后研究了辅助索控制暂态主缆驰振的具体方案。结果表明:为了提高暂态主缆1阶竖向振动频率,辅助索应该对称竖向布置,且增大辅助索的数目特别是跨中设置辅助索可以较大幅度地提高该频率值;增加辅助索的直径和个数可以较大地增加对暂态主缆的面内制振效果;在该悬索桥中跨12分点处对称竖向布置每组由1根直径为10mm的钢筋组成的11组辅助索时即可控制暂态主缆的驰振失稳。7.针对大跨径悬索桥迫切需要进行施工期吊梁颤振概率评价的问题。采用风洞试验和可靠性计算相结合的研究方法,结合东海某大跨径悬索桥,编制了可靠度计算程序,对大跨径悬索桥施工期吊梁颤振可靠性及影响参数进行了研究。结果表明:对称架梁初期颤振稳定性最差;施工期吊梁颤振稳定性失效概率随桥位设计风速的变化是非线性的,较大的设计风速对应较大的失效概率,极值风速变异系数对其影响效果有限;地表越粗糙,其失效概率越大;增大风攻角则增大了施工期吊梁颤振失稳的可能性;忽略流场的紊流性能得到的对称施工各阶段颤振失稳分析结果导致施工初期很不安全,施工后期非常保守;采用非对称施工比对称施工具有较好的抗颤振的性能;增大偏心质量比要比增大偏心距对施工阶段颤振失效概率影响明显得多;对称施工时施加竖向交叉式吊杆只能在施工末期提高其颤振可靠性,在施工中期反而会降低其颤振可靠性。
韩立中[7]2009年在《大跨度自锚式斜拉悬索桥分析方法与性能研究》文中研究指明近年来,随着交通科技的发展各种各样的桥型也随即产生,大跨径悬索桥与大跨径斜拉桥更是发展迅速。但是随着桥梁所处的空间、施工条件以及经济造价的限制,这些大跨径桥型越来越受到限制;桥型多样化,空间结构桥梁增多是桥梁发展的趋势所在。新工艺、新材料和高性能计算机的出现,使得与桥梁设计相关理论在近叁十年得以迅速发展、完善。概念设计方面:经过解析与数值分析理论的发展,明确了典型结构体系的力学特性,涌现了各种样式悬索桥、斜拉桥,协作体系桥梁。自锚式、地锚式悬索桥以其优美的线型、新颖的外观以及选址灵活等特点受到大家喜欢。地锚式悬索桥虽然是大跨径甚至超大跨径桥梁的首选,但是它那硕大的锚碇受到施工以及经济的制约越来越让人们伤透脑筋。自锚式悬索桥而越来越受到青睐,一大批大跨度自锚式悬索桥也就应运而生。但是受到材料以及力学体系的限制跨径也受到很大制约,只能在中小跨径徘徊。斜拉桥的跨径也作的越来越大,已经超过千米的斜拉桥世界上也有好几座,发展势头也锐增。斜拉桥的刚度以及挺拔的力度也受到人们的青睐,在中小跨径以及大跨径桥梁,跨江、跨海等地理位置复杂的地形、还有风速以及地震恶劣环境条件下的地形都能看到斜拉桥挺拔的身影。但是斜拉桥随着跨径的增加,随着力学体系要求,斜拉桥的塔高越来也越高,千米级斜拉桥的塔高达到350多米甚至400米,这么高的普通建筑都受到力学和环境的挑战,何况还受到静力以及动力不断施加的桥梁,施工难度以及监控相当复杂。况且还有地形以及航空管制等外界事物的必然限制。综合以上很多因素的考虑,基于大连湾跨海大桥的实例,大连理工大学课题组提出了自锚式斜拉.悬索协作体系桥梁来解决相应的问题,还受到交通部西部交通建设科技项目“斜拉-悬索协作体系桥梁的研究”开发课题的资金资助。西部交通建设科技项目基金(2006 318 823 50)。自锚式斜拉—悬吊协作体系桥作为一种新型的桥梁结构形式,具备了传统的斜拉—悬吊协作体系桥的诸多优点,而且由于庞大锚碇的取消,更好的适应了深海软土地基的建设,在不良地质环境条件下具有强劲的竞争力,目前已被工程界所采纳。但从已有的文献看,对这种桥型静、动力性能的研究颇为少见。为了确保自锚式斜拉-悬索桥施工和成桥运营期间的安全,使得自锚式斜拉-悬索桥结构的设计更加经济合理,本文以拟建的大连湾跨海大桥以及金州湾跨海大桥为工程背景,基于几何非线性有限元理论、图论优化理论,对大跨度自锚式悬索桥整体稳定与极限承载力、结构动力特性、地震响应分析、抗震减震、颤振稳定、抗震可靠度、结构系统可靠度等几个方面开展了大跨度自锚式斜拉-悬索桥分析方法与性能方面的研究。本文的研究工作和取得的主要成果有:1.结合设计基本资料及设计技术要求,提出了大连湾跨海大桥桥型方案的设计构思,并对大桥自锚式斜拉-悬索桥的结构体系进行了创新性设计。2.本文将图论应用于薄壁杆件结构计算,建立了薄壁剖面的图模型,利用关联矩阵和基本回路矩阵简洁而又准确地描述了薄壁剖面的拓扑关系。利用图论导出的计算扇性坐标、Bredt剪流、二次剪流和弯曲剪流的矩阵方程式。对任意复杂的薄壁剖面,只要建立了图模型,得到关联矩阵和基本回路矩阵,就可利用以上各矩阵方程式方便地用电子计算机求解,从而避免了在具体计算过程中判断剖面的拓扑关系而引起的困难。用图论作工具,研究了薄壁杆件在自由扭转时剖面极限扭矩的计算方法。3.分析研究了悬索桥、斜拉桥、自锚式斜拉悬索桥的相关理论。本文选择大型通用有限元程序ANSYS作为结构分析软件,在求解过程中计入上述各种非线性因素的影响,以大连湾跨海大桥大连港主通航孔为工程背景,建立平面杆系计算模型。把自己分析的梁柱效应理论、虚位移原理应用于自锚式斜拉悬索桥力学分析当中,结合ANSYS有限元软件,更好分析此桥产生的非线性力学效应。4.基于有限元理论,考虑多种非线性因素,建立有限元模型,对大连湾跨海大桥大连港主通航孔推荐方案主跨800m的自锚式斜拉—悬索协作体系桥的静力行为进行了详尽分析,包括刚度特性、内力、吊索疲劳问题、交接区的变形。5.自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的动力特性主要包括体系的自振频率和主振型,它是该体系桥进行动力响应分析的前提和基础。通过建立空间有限元计算模型,对采用自锚式斜拉—悬吊协作体系的大连港跨海大桥的动力特性进行了分析,并与相同跨径和结构参数的地锚式斜拉—悬吊协作体系桥进行了对比研究,总结了自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力特性的新特点并揭示了其原因。6.分别用反应谱方法和时程分析方法对大连港海湾大桥拟定的结构体系进行了抗震分析。根据抗震分析结果,选定了结构体系,采用了摩擦支座减震技术,并对粘滞阻尼技术进行了探讨。本文将精确高效的虚拟激励法引入到自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的地震响应分析中,对此桥在随机地震荷载作用下的地震响应进行了系统地研究,重点考察了叁种影响地震体系波作用下,考虑了多点激励和地震动的空间变化效应以及阻尼的变化对该新型体系内力和位移峰值的影响。以大连湾跨海大桥为例,基于由规范反应谱生成的当量功率谱密度函数,对比分析了多点一致激励和非一致激励下其地震响应的特点和规律,所得结论为该新型协作体系桥的抗震设计提供了有价值的参考。鉴于阻尼作为结构动力特性及动力反应中的一个重要参数,本章研究了阻尼器地选择,作者主要言裾持妥枘崞?介绍了粘滞阻尼器地原理及其应用方法,研究了阻尼比的变化对结构地震反应的影响。为该新型体系桥梁的进一步设计提供了有价值的参考。7.针对大跨度自锚式斜拉-悬索桥可能存在的风致振动,对大连港海湾大桥进行了颤振稳定分析。本文简要介绍了桥梁静力风效应与桥梁风致振动的基本理论,以大连湾跨海大桥为工程背景,通过理论分析对大跨度自锚式悬索桥的抗风性能进行了研究。主要研究①运用多模态颤振有限元分析方法,分别从悬索的矢跨比、吊跨比、斜拉索索面布置形式、边跨辅助墩的设置以及桥面主梁构成等设计参数着手,对主跨800m的一座自锚式斜拉-悬吊协作体系桥进行了颤振稳定性分析,指出了影响自锚斜拉-悬吊协作体系桥颤振稳定性的关键设计参数,并从抗风性能角度探讨了自锚斜拉-悬吊协作体系桥的合理结构形式。②由变形引起的结构动力特性以及空气力的非线性变化效应将会对大跨径自锚式-斜拉悬索桥的颤振产生不容忽视的影响。基于结构的变形后状态,充分考虑结构变形引起的非线性效应,建立了大跨径桥梁颤振分析的叁维非线性方法及其计算程序。结合大连湾跨海大桥设计的自锚式斜拉-悬索桥进行了颤振分析和研究,并揭示了结构变形产生的非线性效应对大跨径自锚式斜拉悬吊桥颤振影响的程度和机理。8.本文以大连湾跨海大桥作为研究对象,引入虚拟激励法,对自锚式斜拉悬索桥的抗震动力可靠度进行了计算分析。分别计算了考虑均匀地面激励、空间效应及任意相干效应的情况,在多点非一致激励下的桥梁下部结构的墩、塔各控制截面的抗震动力可靠度,得到了一些有价值的结论。9.本文总结了结构系统可靠度分析的方法及失效模式。对大连湾自锚式斜拉悬索协作桥在承载能力极限状态下的系统可靠度进行了评估。采用全局β约界法识别结构系统的主要失效模式,并应用微分等价递归算法得到系统各失效模式的等价安全裕量方程。最后,通过Ditlevsen界限理论,确定了结构系统失效概率的上、下限。
魏艳超[8]2013年在《大跨度斜拉桥施工阶段的抗风稳定性研究》文中指出近年来,斜拉桥的跨径伴随着桥梁设计理论的逐步更新与新材料、新技术的不断涌现而取得了极大地发展,跨径大于1000m的斜拉桥逐渐增多。然而,跨径的增大也使得斜拉桥出现一系列新的问题,如桥梁施工时间的拉长、结构刚度的减小和稳定性的降低等。采用不同的施工方法造成斜拉桥结构体系在施工过程中的不断转换,最终使成桥后的状态受到影响。故影响斜拉桥设计和施工的一些因素变得越来越重要,尤其是斜拉桥的抗风稳定性。斜拉桥施工阶段的抗风稳定性是一个很复杂的课题,其中静风稳定性、颤振、抖振、驰振等都会引起斜拉桥成桥后结构刚度及变形的变化。风致振动响应越大大,结构稳定性越差。只有深入系统的研究斜拉桥在施工状态的抗风稳定性后,才能安全顺利的对斜拉桥进行施工。以某长江大桥作为工程资料,本文使用由FORTRAN语言编写的BSNAA分析程序(桥梁结构叁维非线性空气静力分析程序)及BSFA分析程序(桥梁结构颤振分析程序)和大型有限元软件MIDAS/Civil,对该桥施工过程中的关键阶段进行了空气静力、动力特征和空气动力稳定性等的研究,对比使用规范公式计算的结果,分析研究在施工过程中斜拉桥的抗风稳定性和动力特征的作用原理。结果表明：随着施工的推进,桥梁主梁长度逐渐增加,(1)结构的静风失稳风速越来越小,在最大单悬臂阶段的静风失稳风速达到最小值；(2)在施工后期结构的自振频率下降幅度比施工前期的下降幅度小很多,即前期幅度较大。侧弯-扭转耦合振型在施工后期出现的次数增多。提高结构的竖弯频率可通过架设临时墩实现；(3)结构的颤振失稳风速越来越小,在成桥阶段属最不利状态。颤振稳定性可以通过边跨合龙和架设临时墩来提升；通过计算结果对比,在实际施工时使用规范公式计算得到的数值要比风洞试验结果小很多,故规范规定的计算方法具有更高的安全度。
孙海凌[9]2013年在《超大跨径斜拉桥的结构体系及抗风稳定性研究》文中研究指明苏通长江大桥的建成,标志着斜拉桥跨径进入了超千米的新时代。为适应21世纪跨海连岛桥梁建设的需要,斜拉桥跨径记录不断刷新,桥塔日益高耸,结构的刚度日趋下降,斜拉桥抗风稳定性问题将更加严峻,已成为影响超大跨度斜拉桥设计和建设的关键和控制问题。论文针对主跨1400m的超大跨度斜拉桥设计方案,从设计参数的角度,对超大跨径斜拉桥的结构动力特性、空气静力和空气动力稳定性叁方面进行了系统的分析和研究,揭示了超大跨度斜拉桥抗风稳定性的特点,并指出了其关键设计参数及其合理取值,研究的成果对超大跨度斜拉桥的抗风设计具有很好的理论参考和工程应用价值。论文分别采用有限元分析软件midas、大跨度桥梁叁维非线性空气静力和动力稳定性分析程序,对主跨1400米的超大跨径斜拉桥设计方案进行结构动力特性、空气静力和动力稳定性进行分析,并与主跨1385m的悬索桥进行对比,指出超大跨度斜拉桥结构动力特性、空气静力和动力稳定性的特点,并从抗风稳定性角度探讨了超大跨度斜拉桥在主跨超千米的特大跨度桥梁中的适用性。在此基础上,分别就斜拉桥的主要设计参数包括主梁的高度和宽度、桥塔结构型式、桥塔高跨比、边主跨比、辅助墩设置、拉索锚固方式等对超大跨度斜拉桥结构动力特性、空气静力和动力稳定性的影响进行了分析,指出了关键的设计参数及其合理取值范围。通过分析和研究表明：1)与同等跨径的悬索桥相比,斜拉桥具有结构刚度大和抗风稳定性好等特点,适用于主跨超千米的特大跨度桥梁；2)超大跨度斜拉桥在梁高增大、梁宽减小、采用倒Y形桥塔并增大塔高、减小边跨长度、边跨跨中设置辅助墩以及部分斜拉索采用地锚等情况下,可以获得比较好的空气静力和动力稳定性。
郝浩[10]2010年在《桥梁结构的驰振现象及其控制》文中研究说明在过去的二十世纪,世界桥梁工程经历了前所未有的高速发展,进入二十一世纪,桥梁工程又跨入了跨海连岛工程的新时期。随着越来越多的大跨径悬索桥、斜拉桥的出现,桥梁正逐渐向大、柔、轻方向发展,因此风致振动对桥梁的影响也越来越显着,桥梁结构的抗风稳定性问题也越来越突出。驰振现象作为风致振动的重要内容,也愈加引起桥梁工程界的广泛重视.本文主要围绕桥梁结构的驰振现象及其控制展开研究,主要做了以下几个方面的工作：(1)在相关空气动力学理论的基础上对驰振的产生机理进行分析。从理论上阐述了驰振发生的关键因素：升力线斜率为负值。并就结构对驰振的响应与驰振振型进行了分析。(2)通过搜集整理大量关于桥梁以及其他建筑结构驰振方面的相关资料,分别从驰振现象、判别依据等方面详细介绍了桥梁结构各个构件可能发生的驰振。(3)针对桥塔结构驰振临界风速的计算介绍了两种计算方法,并通过具体实例及其风洞试验数据,分别对两个驰振临界风速公式计算结果进行比较,从而判断两种计算公式的优劣。(4)在介绍结构控制的概念及其分类的基础上,从气动控制、被动控制、主动控制、混合控制以及半主动控制等方面对桥梁结构风振控制措施进行了归纳总结。(5)分别从钢混结合梁桥、H型吊杆、斜拉桥拉索等方面对桥梁结构的驰振气动控制进行分析研究。(6)研究了桥塔的驰振稳定性控制,并介绍了一种新型的高耸结构抗风振阻尼器——陀螺抗振阻尼器。
参考文献：
[1]. 驰振稳定性分析及其工程应用[D]. 谢宇新. 天津大学. 2003
[2]. 大跨度拱桥气动参数识别及风致响应研究[D]. 于洪刚. 同济大学. 2008
[3]. 复杂山区峡谷大跨度钢桁梁悬索桥风致振动及气动措施[D]. 唐浩俊. 西南交通大学. 2016
[4]. 中国桥梁工程学术研究综述·2014[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2014
[5]. 气动力有理函数识别与颤振稳定性的多因素分析[D]. 欧阳克俭. 湖南大学. 2011
[6]. 大跨径悬索桥施工期暂态结构抗风性能及控制[D]. 李胜利. 哈尔滨工业大学. 2010
[7]. 大跨度自锚式斜拉悬索桥分析方法与性能研究[D]. 韩立中. 大连理工大学. 2009
[8]. 大跨度斜拉桥施工阶段的抗风稳定性研究[D]. 魏艳超. 西南交通大学. 2013
[9]. 超大跨径斜拉桥的结构体系及抗风稳定性研究[D]. 孙海凌. 浙江工业大学. 2013
[10]. 桥梁结构的驰振现象及其控制[D]. 郝浩. 长安大学. 2010