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超长斜拉索随机荷载激励下非线性参数振动特性分析
| 论文题名： | 超长斜拉索随机荷载激励下非线性参数振动特性分析 |
| 关键词： | 超长斜拉索;非线性参数振动;随机荷载激励;阻尼;激励幅值;频率比;频率带宽 |
| 摘要： | 作为斜拉桥中最重要的传力构件之一的斜拉索，通过与桥面连接将桥面的重量以及所受到的荷载传递到另一端的索塔处。随着新材料以及工艺的不断进步，斜拉桥的跨度也在提高，因此超越500m长的超长斜拉索较为普遍。由于斜拉索自身具有质量小、低阻尼和大柔度的特性，斜拉索长度的增加又进一步增强了这些特性，进而发生大幅值参数振动的可能性也相应增加，对斜拉桥的安全性和耐久性都提出了不小的挑战。本课题采用理论分析和数值模拟方法对比验证，探究当桥面受到随机荷载激励时，所引发斜拉索大幅值参数振动现象的特性以及规律。本课题研究内容包含如下几个方面： （1）在斜拉索端部施加轴向白噪声位移激励，通过计入垂度与重力弦向分力的斜拉索垂度曲线方程导出斜拉索一阶模态振动方程，使用统计矩截断法求解斜拉索振动响应，运用蒙特卡洛法加以验证，分析斜拉索阻尼、位移激励幅值和初始张力对超长斜拉索非线性参数振动响应的影响规律，为窄带随机位移激励下超长斜拉索参数振动的提供研究基础。 （2）考虑索端轴向窄带随机位移激励下超长斜拉索的面内振动，运用统计矩截断法及蒙特卡罗法探究斜拉索发生1:2、1:1和2:1共振时的参数对斜拉索位移响应幅值的影响规律，分析了斜拉索阻尼、激励强度和带宽对斜拉索非线性参数振动响应的影响规律。 （3）考虑索-桥耦合作用，将桥面简化为质量块，对其竖向分别施加宽带白噪声和窄带随机荷载激励，使用蒙特卡洛法分析了索桥频率比1:2、1:1和2:1时，斜拉索发生大幅振动时对应的的外激励荷载中心频率，同时考虑窄带随机荷载激励的带宽，幅值强度、系统阻尼等参数对系统非线性参数振动的影响规律。 |
| 作者： | 姚敬仲 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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