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大跨度变截面连续钢箱梁桥涡激振动计算方法研究
| 论文题名： | 大跨度变截面连续钢箱梁桥涡激振动计算方法研究 |
| 关键词： | 连续梁钢箱梁桥;变截面梁;涡激振动;振幅计算 |
| 摘要： | 本论文旨在研究适用于大跨度变截面连续梁钢箱梁桥涡激振动振幅的计算方法和理论，以涡激振动线性模型以及Scanlan非线性模型为基础，引入二维断面气动参数变化系数及涡激气动力跨向相关性函数推导涡激振动方程，将涡激气动方程由等截面梁推广到三维变截面梁。 简要介绍桥梁风工程研究历程，以几座发生涡激振动的实桥为例，阐述研究大跨度变截面连续钢箱梁桥涡激振动的工程意义。例举涡激振动的主要研究方法及其研究成果，探讨涡激振动发生的机理，并对涡激振动理论模型进行相关讨论。 应用烟线法研究典型的变截面矩形梁发生涡激振动时流场特性，获得流场定性描述。通过风洞试验，对比研究等截面棱柱及变截面棱柱节段模型发生涡激振动时的涡激力相关性。 以涡激力线性及Scanlan非线性模型为基础，结合变截面矩形梁烟线试验及变截面棱柱涡激力相关性试验结果，推导出适用于变截面连续梁桥的涡激振动方程;针对工程中最关心的涡激振动振幅，研究稳态涡激振动条件下变截面连续梁桥涡激振动方程的稳态解，建立节段模型与变截面梁实桥涡激振动振幅之间的关系。 对变截面梁涡激振动计算方法进行简化，采用工程计算上常用的修正系数法计算变截面梁涡激振动振幅。引入变化系数，结合振型系数及涡激力相关性函数对等截面节段模型试验的涡激振动振幅值进行修正，计算变截面梁桥涡激振动振幅。 针对特殊变截面方形棱柱节段模型，计算得出涡激振动振幅，并与风洞试验结果进行对比，验证理论的正确性。为便于工程应用，简化涡激力模型中的参数方程:以线性变化简化气动参数随截面变化;统一不同截面形式的跨向涡激力相关性函数，提高涡激力跨向相关函数的普适性和稳定性。 通过一典型的跨钢箱梁连续梁桥工程实例，详细阐述变截面梁三维涡激振动理论的应用。即通过常规尺度节段模型涡激振动试验分析计算大跨度变截面梁实桥涡激振动振幅。设计制作大尺度全桥气弹性模型，利用风洞试验验证计算结果的可靠性。 |
| 作者： | 秦浩 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 廖海黎 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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