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高墩多塔斜拉桥施工期风致振动与控制研究
| 论文题名： | 高墩多塔斜拉桥施工期风致振动与控制研究 |
| 关键词： | 高墩多塔斜拉桥;施工期;风致振动;有限元法;调质阻尼器 |
| 摘要： | 现在斜拉桥建造技术日益成熟，斜拉桥正向着纤细、轻巧、跨径更大和多塔方向发展，对风的敏感性也不断增加。对于高墩多塔度斜拉桥而言，墩身过高而且结构刚度较小，在施工期风致抖振响应较大，可能引起桥梁结构安全问题、影响施工质量以及危及施工机械和人员的安全等问题，甚至引发桥毁事故。因此，开展高墩多塔斜拉桥施工期风致抖振响应与控制措施研究具有重要的工程应用价值和意义。本文以国内在建的赤石特大桥为工程背景，对高墩多塔斜拉桥施工期双悬臂状态进行抖振响应分析和抗风措施研究。论文主要工作内容如下: (1)简要介绍了国内外斜拉桥的发展历史，进而介绍了多塔斜拉桥的发展应用情况，并对大跨度桥梁抖振分析理论和斜拉桥施工期风致振动控制措施研究现状进行综述。 (2)采用谐波合成法并基于MATLAB软件编写了脉动风场模拟程序，模拟了赤石大桥桥塔、主梁关键节点的脉动风速，并与规范推荐的脉动风谱进行了比较，验证本文脉动风场模拟程序的有效性。 (3)采用大型有限元分析软件ANSYS对赤石大桥最大双悬臂状态进行结构动力特性分析。采用Davenport准定常抖振理论基于ANSYS软件实现了大跨度桥梁抖振时域分析，对赤石大桥原结构最大双悬臂状态风致抖振响应进行了计算，进而对其风致振动安全性进行评估。 (4)在综合调研国内外大跨度斜拉桥施工风致振动控制措施的基础上，结合赤石大桥实际特点，提出了“抗风缆和调质阻尼器(TMD)”混合控制的施工期抗风措施。对采取抗风措施后的最大双悬臂状态桥梁结构进行了风致抖振响应分析，并与原结构抖振响应数据进行比较，验证了本文采用的施工抗风措施对结构振动控制的有效性。 (5)设计并制作了几何缩尺比为1/200的全桥气弹模型，并加工制作了相应的抗风措施模型，分别对赤石大桥最大双悬臂状态原结构和采取抗风措施后的结构进行了紊流场风致振动试验研究，并与理论计算结果进行比较，验证了本文计算方法的可靠性，并且进一步检验了抗风措施的减振效果。 |
| 作者： | 宫成 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘志文;王甜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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