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脉动风特性对大跨度桥梁结构抖振响应影响的研究
| 论文题名： | 脉动风特性对大跨度桥梁结构抖振响应影响的研究 |
| 关键词： | 大跨度桥梁结构;风致振动机理;脉动风特性;抖振响应;抗风措施 |
| 摘要： | 大跨度桥梁的抗风问题是土木工程学中的一个热点问题。随着桥梁跨度的不断增大，桥梁的抗风问题日益突出。风致振动在一定程度上影响了桥梁的施工以及运营安全。世界各地的学者从不同方面，不同角度对风致振动机理以及抗风措施做了大量的研究，得出了很多具有开创性和建设性的成果。本文主要研究了脉动风特性对抖振响应的影响，主要内容如下： (1)采用二维抖振理论考察了湍流积分尺度对大跨度桥梁结构抖振的影响。选取了杭州湾大桥（斜拉桥）和江阴长江公路大桥（悬索桥）这两种不同的桥梁形式作为研究对象，计算从5m到100m范围内的湍流积分尺度对应的桥梁抖振响应。结果表明抖振响应并不是随着湍流积分尺度线性变化的，而是随着湍流积分尺度的增大，桥梁抖振响应先增大后减小；抖振响应峰值所对应的湍流积分尺度值随着平均风速的增大而增大。 (2)通过时域分析方法分析了湍流强度对大跨度桥梁结构抖振的影响。选取了滨州黄河大桥作为考察对象。数值模拟了不同湍流强度下的脉动风场，利用计算流体动力学的方法求解了滨州黄河大桥主梁截面的静力三分力系数。借助于通用有限元软件ANSYS进行了计算。结果表明湍流强度对不同方向的抖振响应影响存在差别。湍流强度对沿桥梁跨向和桥梁竖向的抖振位移响应影响非常小，几乎可以忽略不计；湍流强度对沿桥梁跨向的抖振速度和加速度响应影响也非常小，几乎没有影响；但是湍流强度对竖向抖振速度和加速度响应影响很明显，竖向抖振速度和加速度响应随着湍流强度的增大而增大，趋势非常明显。湍流强度对竖向的抖振位移、速度和加速度的最大值影响很小，对沿桥梁跨向抖振位移、速度和加速度的最大值没有影响；竖向抖振响应最大值均大于沿跨向的抖振响应的最大值；并且对称节点的沿桥梁跨向抖振响应的相关性大于竖向抖振响应的相关性。 |
| 作者： | 胡钢 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 肖仪清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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