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槽宽及检修车轨道位置对分离式双箱梁桥梁涡振特性影响研究
| 论文题名： | 槽宽及检修车轨道位置对分离式双箱梁桥梁涡振特性影响研究 |
| 关键词： | 分离式双箱梁桥;开槽宽度;检修车轨道位置;涡激振动;POD;风洞试验 |
| 摘要： | 分离式箱梁作为一种比较新型的断面形式，由于其优越的颤振性能，在实际工程中得到了广泛应用，但在实践中发现这种断面形式的桥梁更容易发生涡激振动。为了探究诱发分离式双箱梁涡激振动的原因以及开槽宽度与检修车轨道位置对其涡振性能的影响，本文选取了5种不同开槽宽度及8种不同位置检修车轨道的组合工况进行了风洞试验及数值模拟研究，主要研究内容包括： （1）基于风洞试验测振结果，对比分析不同工况的涡振锁定区间及涡振振幅的变化规律，发现两个箱梁之间的距离E越小，其涡振稳定性能越好。检修车轨道位置对涡振性能的影响与开槽宽度有关：当E/H(H表示箱梁的高度)为0.690、1.379时，检修车轨道的位置决定了扭转涡振是否发生，其他开槽宽度下，模型的扭转涡振振幅受检修车轨道位置影响较大。当E/H为2.759时，检修车轨道位置对竖弯涡振的振幅有影响，其他槽宽下，检修车轨道位置决定竖弯涡振是否发生。当E/H为0.690，l/b(l表示检修车轨道距箱梁最外侧的距离，b表示单个箱梁的宽度)为0.908时涡振稳定性能最好。 （2）根据测压结果，首先研究了某一工况在振动及静止状态下的压力特性，发现下游箱梁上表面及开槽处斜腹板是主导扭转涡振的区域；然后对比分析不同工况压力特性，发现扭转涡振振幅受扭转涡振主导区域对涡激力贡献差值的影响较大，当两个区域对涡激力的贡献值相差越小，扭转涡振振幅越大。其次，对比各工况的三分力系数发现三分力系数与涡振之间也有联系。最后，对压力系数进行POD模态分析，结果表明第1阶与第2阶模态是主导扭转涡振的主要模态。 （3）利用CFD数值模拟，对比分析了两种工况的断面周围压力系数及流场演化规律，发现下游箱梁上表面及开槽处斜腹板上的压力系数正负交替变化，使得这两个区域成为扭转涡振主导区域，而上游箱梁周期性的漩涡脱落作用到这两个区域，造成了压力系数正负交替变化。所以上游箱梁尾部周期性的漩涡脱落是分离式双箱梁桥梁发生扭转涡振的根本原因。 |
| 作者： | 魏洋洋 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 白桦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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