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格栅对分离式双箱梁人行悬索桥涡振的影响
| 论文题名： | 格栅对分离式双箱梁人行悬索桥涡振的影响 |
| 关键词： | 人行悬索桥;涡激振动;格栅;风洞试验;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来，人行悬索桥逐渐成为景区对外宣传的热点内容，且该类桥梁跨径越来越大，结构越来越轻柔，桥面的布置形式越来越多样化，这也就导致了其风致振动问题越来越突出。本文采用对中央开槽处布置格栅的气动措施来研究大跨人行悬索桥的双边箱中央带格栅断面的涡振响应，根据不同的格栅布置形式以及不同的格栅开孔率，利用节段模型风洞测振试验以及数值模拟技术，通过对比不同格栅布置形式不同格栅开孔率断面与原断面的涡振响应以及主梁绕流场特性，来探究格栅对双边箱中央带格栅断面的涡振响应。 （1）计算国内某大跨人行悬索桥的动力特性，进行原断面（格栅开孔率为76.7%）以及全封闭断面（格栅开孔率为0%）的测振试验得到不同风速下的振动响应时程，发现原断面存在两个扭转涡振锁定区间，全封断面仅存在第一扭转涡振锁定区间，且二者均不存在竖弯涡振锁定区间，结合振动响应时程分析原断面在两个扭转涡振锁定区间内起振前、起振点、上升段、极值点、下降段、结束点的扭转涡振特性。 （2）基于原断面的风洞试验研究，选择格栅开孔率和格栅布置形式两个变量进行格栅对该主梁涡振性能的测振试验。研究发现：格栅开孔率以及格栅的布置形式都会对该主梁的涡振性能产生影响且格栅开孔率的影响要大于格栅布置形式的影响；沿横桥向封闭格栅最优的格栅开孔率为19.1%~28.6%附近，最优的格栅布置形式参数λ为2/3；沿纵桥向封闭格栅最优的格栅开孔率为9.2%~15.3%附近，最优的格栅布置形式参数λ为1/2和2/3。 （3）对原断面、同一格栅布置参数断面及同一格栅开孔率断面进行数值模拟分析发现：起振工况各断面的漩涡发展过程均与原断面类似，但是气流受到中央开槽处的格栅以及封闭的桥面的影响使得下游箱梁上下表面漩涡尺寸与原断面不同；未起振断面改变了中央开槽处的漩涡尺寸及强度，使得上下表面的漩涡均不再发生脱落；压力演化规律同样能与测振试验结果相对应。 |
| 作者： | 赵福志 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李宇 |
| 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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