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基于SHM的大跨度斜拉桥风场特性及风效应研究
| 论文题名： | 基于SHM的大跨度斜拉桥风场特性及风效应研究 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;风场特性;风效应;简谐运动 |
| 摘要： | 中国桥梁建设正处于高速发展期，桥梁跨度越来越大，结构越来越轻柔，风致振动成为控制设计的主要因素之一。本文以江苏沿海高速(G15)灌河大桥为工程背景，基于结构健康监测系统统计分析该地区风场特性，对灌河大桥进行颤振和抖振时域分析，主要工作有: (1)基于结构健康监测系统，研究灌河大桥良态气候下风场特性，并进行实测脉动风的非高斯和非平稳性检验。 (2)采用Fluent软件对灌河大桥成桥状态下主梁标准断面进行二维流体仿真模拟，识别相应的颤振导数和三分力系数。 (3)采用Lin提出的自激力脉冲函数表达式及ANSYS有限元软件，进行桥梁结构颤振时域分析。 (4)以实测风谱及规范风谱为依据，模拟灌河大桥脉动风速时程，分析其在设计风速下的抖振响应。 得到主要结论如下: (1)统计期间内，灌河大桥基本处于良态气候条件，最大风速不超过15m/s，且主要受东北风的影响，实测风功率谱与各种形式理论谱差异较大，灌河大桥实测脉动风是符合高斯模型的平稳随机过程。 (2)流线型断面及π型断面颤振导数及三分力系数识别结果表明，Fluent进行桥梁断面二维气动参数识别具有较大的准确性及合理性;计算得到了灌河大桥成桥状态下主梁标准断面的三分力系数及零度攻角下的颤振导数。 (3)提出了桥梁结构自激振动时域计算的“状态假定”法和“重启动迭代”法，实现了桥梁结构颤振和抖振时域分析的统一化处理。 (4)灌河大桥颤振临界风速在172m/s左右，远大于其检验风速47m/s，且受扭转振型阻尼影响很大;灌河大桥在设计风速下的整体抖振响应较小，且考虑自激力时的结果小于不考虑自激力的情况，规范谱作用下的抖振响应大于实测谱下的抖振响应。 |
| 作者： | 谢炼 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 宗周红;孙大松;张文明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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