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大跨度悬索桥吊杆涡激振动响应分析
| 论文题名： | 大跨度悬索桥吊杆涡激振动响应分析 |
| 关键词： | 悬索桥;吊杆;涡激振动;表面粗糙度;数值模拟 |
| 摘要： | 在桥梁工程中，桥梁的桥塔、主缆、吊杆、加劲梁和桥墩等构件都容易发生涡激振动。这种周期性振动容易对构件造成疲劳损伤，影响构件的使用和降低使用寿命，特别是桥梁结构中具有传力作用的构件。在悬索桥中，吊杆为主缆和加劲梁之间主要的传力构件，吊杆的涡激振动除了对结构造成疲劳损伤外，还会对桥梁的正常使用以及车辆的行车舒适性造成影响。使用数值模拟法，研究了单双圆柱体的涡激振动并分析了表面粗糙度对串列吊杆涡激振动响应的影响。主要研究内容及研究结果如下: (1)使用数值模拟法，用软件CFX中的Rigid Body模块进行流固耦合模拟。通过对该模型的验证，发现此方法可以准确地进行流固耦合的模拟。参考现有研究，验证LES湍流模型的正确性。 (2)以润扬长江大桥南汊悬索桥为工程背景，为比较双圆柱体与单圆柱体之间的差异，对单圆柱体进行了涡激振动计算。结果表明:并列双圆柱体的横向振动幅值存在两个峰值且两根圆柱体振动幅值相差不大，流向振动幅值的最大值相差较大;串列圆柱体中，两圆柱体在两个方向的振动幅值差异较大;单根圆柱体的横向振动幅值比并列双圆柱体以及串列双圆柱体中上游圆柱体的横向振动幅值大，但是小于下游圆柱体的横向振幅，比较得出并列双圆柱体以及串列双圆柱体之间存在相互影响。同时也考虑了减震架对串列圆柱体涡激振动的影响，与前面的计算结果相比，上游圆柱体的横向振幅在略有减小，下游圆柱体的最大幅值并未改变，只是出现在较大的约化速度下;上游圆柱体的流向振动幅值有所减小，但是减小的幅度小于下游圆柱体。 (3)分析了粗糙度对串列圆柱体涡激振动的影响。结果表明:上游圆柱体比下游圆柱体对粗糙度变化更敏感;上游圆柱体的横向振幅随着粗糙度的增大逐渐减小，流向振幅随着粗糙度的增大逐渐增大;下游圆柱体存在临界约化速度Ur,crit，当Ur＞Ur,crit时，横向振动幅值才会随着粗糙度的增大而减小，流向振幅随着粗糙度的增大逐渐减小。 |
| 作者： | 李华阳 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王贵春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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