原文传递
千米级跨径斜拉桥全桥三维颤振分析
| 论文题名： | 千米级跨径斜拉桥全桥三维颤振分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;颤振分析;结构阻尼;气动阻尼;有限元模型 |
| 摘要： | 目前桥梁结构正朝着跨径增大、质量减小的趋势发展，越来越轻柔的桥梁结构使得其风致敏感性不断增加。其中桥梁风致颤振稳定性问题已成为扩展桥梁跨径的重要课题。以往对千米级跨径斜拉桥颤振特性的研究较少，并且在进行全桥三维颤振分析时，一般只考虑桥道所受的气动力，忽略了斜拉索的气动力以及气动弹性作用。本文针对千米级跨径斜拉桥，运用通用有限元程序，考虑索上气动力，对其进行颤振分析，并考虑超长索自身振型对桥梁结构固有模态影响。 本文利用通用有限元软件ANSYS，选择典型千米级跨径斜拉桥实桥建立三维有限元模型，首先不考虑结构阻尼，完成对桥梁结构的动力特性分析，提取前30阶模态。然后对结构阻尼进行模拟，并使用带阻尼模态求解器进行再次求解，为下一步的颤振分析打下基础。 在进行颤振分析时，利用有限元程序中的刚度和阻尼矩阵单元模拟结构单元上的气动刚度力和气动阻尼力，将桥梁颤振问题转化为对结构单元和气动单元组成的有限元系统的模态分析问题。并利用有限元中非对称阻尼求解器，完成对系统的模态分析。结合有限元软件的命令流编程完成对风速扫描以及频率迭代，最后得到模态阻尼比与频率随风速的变化曲线，从而得到颤振临界风速以及颤振频率。 最后将超长斜拉索多链杆化，分析索的局部振动对千米级跨径斜拉桥动力特性的影响。预测并讨论索的局部振动对于千米级跨径斜拉桥颤振特性的影响。 由于桥梁整体模态与斜拉索作为张力弦的固有模态重叠严重，桥梁基本模态会激发索的共振，所以多链杆模型对桥梁自振特性影响较大。对于低阶和高阶模态，多链杆也产生了不同的影响。因此，索的局部振动对千米级跨径斜拉桥颤振特性必然会产生显著影响。 |
| 作者： | 宋芸 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 杨德灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
