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桥梁构件扭转涡激共振的疲劳研究
| 论文题名： | 桥梁构件扭转涡激共振的疲劳研究 |
| 关键词： | 桥梁构件;开孔腹板吊杆;扭转涡激振动;参数识别;疲劳损伤 |
| 摘要： | 由于涡激振动能在较低风速条件下发生,可能引起桥梁构件频繁的涡激振动,从而可能导致桥梁构件的疲劳破坏。桥梁工程实践表明,钢吊杆疲劳破坏是导致钢拱桥破坏的原因之一。本文尝试基于某钢拱桥钢吊杆的风致疲劳破坏和风洞试验,开展了大长细比H型开孔腹板吊杆的疲劳研究,在广泛阅读了国内外钢桥疲劳和涡激振动文献的基础上,主要开展了如下工作: (1)介绍了国内外风致振动对桥梁的破坏情况,分析了涡振导致钢桥构件疲劳破坏原因,表明涡振导致桥梁疲劳的问题由来己久,突出了钢桥涡振疲劳问题研究的重要性。 (2)基于节段模型风洞试验,研究了乌江大桥加劲梁节段模型在均匀流中的涡激振动特征,获得了大桥加劲梁在大攻角下的涡振特点和系统阻尼变化对涡激振动的影响;研究了东平大桥H型吊杆节段模型风洞试验,得到了H型吊杆在360°范围内的振动特点,并结合实桥吊杆振动特点,得到了实桥吊杆的振动响应,为吊杆疲劳研究提供依据。 (3)综合分析了目前各涡激力模型的特点,结合风洞试验数据,进行了Scanlan经验线性模型气动参数的识别,表明结构运动引发的气动力将支配结构系统的振动,而漩涡脱落引发的气动力处于次要作用。 (4)基于P.D'Asdia数值模型的基本原理,结合边界层流动理论,将其扩展到结构扭转涡振的计算,通过与吊杆节段模型涡振试验数据对比,表明该模型在风攻角小于5°时能合理地模拟扭转振动响应,而风攻角大于5°的模拟结果有待改进。 (5)利用吊杆节段模型涡振响应,得到了各风攻角下实桥吊杆扭转振动响应;运用美国AASHTO规范中桥梁结构疲劳分析方法和国内外有关疲劳研究成果,合理地估计了吊杆扭转涡激振动的疲劳寿命,确定了该吊杆构造细节的疲劳等级和强度。 |
| 作者： | 祝自强 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 祝志文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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