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基于索梁相关振动的斜拉索车致非线性振动研究
| 论文题名： | 基于索梁相关振动的斜拉索车致非线性振动研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;斜拉索;车致振动;局部振动响应 |
| 摘要： | 大跨度斜拉桥结构轻柔，桥上拉索通常具备大柔度、轻质量、低阻尼等特点，极易在交通、风等荷载激励下发生较频繁和较大幅值的振动，加剧拉索的疲劳损伤。本文以主跨600m铁路斜拉桥为工程背景，通过列车-线路-桥梁耦合动力仿真分析求得桥梁主体结构（主梁、桥塔）动力响应，将其作为斜拉索端部激励，采用大刚度法求解单根拉索的局部振动响应，探讨列车荷载激励下斜拉索局部振动特性。 首先，介绍了斜拉索车致振动的动力分析模型，包括列车-线路-桥梁耦合振动模型的说明以及斜拉索非线性局部振动响应求解理论的阐述。 其次，根据主跨600m斜拉桥的结构形式、设计参数，详细叙述了斜拉桥全桥模型、斜拉索单索模型的建立过程，并对两类模型分别进行模态分析比较。 再次，通过对以200km/h车速运行的CRH2列车激励下的桥梁主体结构动力响应以及拉索局部振动响应进行时频分析比较，探讨桥梁主体结构与拉索振动特性的相关。结果表明，列车荷载激励下斜拉桥主体结构振动所包含的频率成分与拉索自振频率接近时，能量易于在索梁间传递，且这部分频率成分占比越大，越容易引发拉索主共振。 另外，根据以200～350km/h设计时速运行的CRH2列车激励下的斜拉索局部振动响应变化规律进行探讨，得出拉索局部振动特性对车速变化较敏感，车速越大，越容易激起基频频率相对较高的拉索发生1阶主共振。 最后，分别建立了外置阻尼器模式以及Rayleigh阻尼模式的斜拉索-阻尼器系统，探讨粘性阻尼系数以及参考频率的取值对1阶主共振拉索局部振动响应的影响，同时对采用两种不同阻尼模式的拉索的动力响应进行了比较分析。研究表明，粘性阻尼系数以及参考频率的取值对拉索减振效果的影响明显，当拉索1阶模态阻尼比取值相同时，采用Rayleigh阻尼模型能较好地反应阻尼器的模态阻尼贡献。 |
| 作者： | 刘桢杰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李小珍;刘德军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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