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原文传递 Aerodynamic Performance Investigations of a Long-Span Cable-Stayed Bridge through Sectional Model Tests

论文题名：	Aerodynamic Performance Investigations of a Long-Span Cable-Stayed Bridge through Sectional Model Tests
关键词：	大跨度斜拉桥梁;风荷载;振动性能;风洞试验
摘要：	风荷载是大跨度桥梁构思及设计中需要仔细考虑的因素。现代桥梁的跨度不断增加，使得结构更容易在风荷载作用下发生包括颤振、抖振和涡激共振在内的各种振动。现在，风洞试验已经成为大桥桥梁设计中必不可少的手段。在大桥的设计初期，刚性节段模型风洞试验能充分地捕捉桥面主梁的主要气动性能。本文基于节段模型风洞试验及数值分析手段研究了海南清澜大桥的风致振动性能，主要是颤振和涡激共振。本文的主要工作和结论为：　　第一章给出了本文的研究背景以及本文的主要研究内容，还介绍了论文的工程背景。　　第二章简要介绍了桥面主梁的三类主要风致振动，即颤振、抖振和涡激共振。重点介绍了涡激共振以及发生大幅涡激共振的桥梁例子。　　第三章给出了主跨300m的清澜斜拉桥主梁的节段模型风洞试验气动性能研究。制作了1:50的主梁节段模型，模型的外形与实际结构外形一致。根据动力试验相似性要求，确定了悬挂弹簧的刚度及试验模型的振动频率。在此基础上测定了主梁的风致振动性能。结果表明，大桥的颤振及涡激共振性能均不能满足规范抗风要求。通过试验确定了气动措施试验，提高了颤振风速和抑制了涡激共振。最后对有气动措施的断面测定了三分力系数。　　第四章推导了欧洲规范中用于预测涡激共振振幅的方法与公式，并在清澜大桥中进行了应用。利用风洞试验得到的基本气动力参数，采用欧洲规范公式对清澜大桥主梁的竖向涡振振幅进行了预测。预测时分别考虑了欧洲规范自定义的涡激力相关长度以及Wilkinson提出的涡激力相关长度。结果表明，采用欧洲规范自定义的涡激力相关长度，涡振振幅分析值(15.5cm)更接近节段模型风洞试验值(23.6cm)；而采用Wilkinson的相关长度，涡振分析值(146.6cm)远远大于试验结果。
作者：	HUSSEIN ALI ABDULLAH HADI
专业：	Bridge and Tunnel Engineering
导师：	Chen Zheng Qing
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文