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基于强迫振动测力的斜拉索风雨激振机理研究
| 论文题名： | 基于强迫振动测力的斜拉索风雨激振机理研究 |
| 关键词： | 斜拉索;风雨激振;粘贴水线;准定常理论;风洞试验;气动导数 |
| 摘要： | 随着斜拉桥跨径的不断增大，斜拉索长度越来越长。斜拉索柔度大、质量小、结构阻尼低，极易在风荷载和主梁激励的作用下发生振动。风雨激振是在风和雨的共同作用下斜拉索发生的一种大幅、低频的振动，严重地危害到斜拉桥的安全性。由于问题的复杂性，其机理未有定论。在已有的风雨激振机理研究中，均采用准定常理论来确定拉索和水线上的气动力。本文通过风洞试验和理论分析手段，研究准定常理论在风雨激振研究中的适用性，全文共分为六章。 第一章为绪论。 第二章采用湖南大学风工程试验研究中心研发的三自由度强迫振动装置，进行了光拉索和粘贴水线拉索的刚性模型测压风洞试验。试验共包括六个工况：固定光拉索、竖向振动光拉索、粘贴水线的固定拉索、粘贴水线的竖向振动拉索、粘贴水线的扭转振动拉索、粘贴水线的竖向和扭转振动拉索。 第三章对风洞试验数据进行了详细的分析，得到了拉索和水线模型各测点的平均和脉动风压系数、功率谱密度函数、拉索和水线的三分力系数等。研究了Reynold数、竖向和扭转振动、水线位置角等对粘贴水线拉索的平均和脉动风压系数、三分力系数和旋涡脱落频率等的影响；比较了试验结果和准定常理论结果，结果表明：准定常理论得到的气动力反映了风雨激振气动力的主要特性。 第四章在风洞试验数据的基础上，对拉索的和水线的气动导数进行识别，得到了三个工况下拉索和水线的气动导数，并比较了通过气动导数得到的拉索脉动气动力和风洞试验测得的气动力。结果表明：通过气动导数得到的气动力的精度高于准定常理论得到的值。 第五章采用风洞试验的拉索和水线的三分力系数、建立了二维斜拉索风雨激振的两自由度刚性模型，对风雨激振的机理进行了详细的研究。 第六章为结论和展望。 |
| 作者： | 孙文峰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李寿英 |
| 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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