大跨悬索桥颤振及提高临界风速的气动措施研究

摘要

随悬索桥修建的日益长大化，其刚度和阻尼明显减小，因此颤振临界风速也大幅降低，颤振问题成为悬索桥抗风设计的关键。本文以一主跨1280m的大跨度悬索桥为背景，专门针对颤振分析理论及提高颤振临界风速的气动措施进行了研究、探讨。作者主要通过运用二维和三维颤振分析理论自编计算机程序计算和风洞节段模型实验及全桥气弹模型实验两方面对该桥的颤振形态进行了研究，结果表明该桥原设计方案不能满足抗风稳定性要求，而增加风嘴可作为提高其颤振临界风速的一种有效措施加以实施。 论文最后还对阻尼对悬索桥颤振临界风速的影响问题进行了初步探讨。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.0引言

1.1桥梁弯扭模态耦合颤振的物理机理

1.1.1颤振运动方程的建立

1.1.2自激力对结构模态频率和阻尼比的影响

1.1.3系统颤振失稳的能量反馈机制

1.2桥梁颤振研究的方法

1.2.1风洞模型实验

1.2.2解析法

1.3桥梁颤振控制措施研究现状

1.3.1气动措施

1.3.2机械措施

1.3.2结构措施

1.4本文的主要研究内容

第2章悬索桥颤振理论分析与计算

2.1概述

2.2二维颤振分析

2.2.1颤振方程的建立

2.3三维颤振分析

2.3.1颤振方程的建立

2.3.2颤振分析的状态空间法

2.3.3颤振方程的求解

2.4悬索桥颤振计算分析实例

2.4.1武汉阳逻长江公路大桥基本资料

2.4.2颤振计算分析

2.5经验公式计算分析

2.6小结

第3章提高颤振临界风速的气动措施

3.1概述

3.2主梁节段模型颤振实验

3.2.1实验概况

3.2.2实验结果及分析

3.2.3提高颤振临界风速的气动措施及其理论分析

3.3全桥气弹模型实验

3.3.1实验概况

3.3.2气弹模型颤振实验结果及分析

3.6小结

第4章结构阻尼对悬索桥颤振临界风速的影响

4.1概述

4.2理论计算分析

4.3风洞模型实验

4.4 TMD的工作原理

4.5本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文