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基于现场实测的大跨斜拉桥抖振响应时域分析
| 论文题名： | 基于现场实测的大跨斜拉桥抖振响应时域分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;现场实测;强台风特性;风场模拟;拟合谱;规范谱;抖振响应;时域分析 |
| 摘要： | 桥梁跨度的不断增大，结构刚度越来越小，虽然可避免颤振的发生，但是结构的风致抖振问题越来越明显，以至影响结构的耐久性和安全性。因此随着大跨度桥梁的不断出现，桥梁风致抖振成为桥梁风工程领域的关键科学问题之一。大跨度桥梁现场实测是桥梁风工程的主要研究方法之一，是结构抗风研究中非常重要的基础性和长期性的方向。现场实测结果是掌握结构风荷载作用机理和结构响应及破坏机理的最为直接的资料，也足修正现有试验方法、理论模型和规范最为权威的依据。 针对大跨度斜拉桥的结构特点.本文从现场实测数据出发，通过分析数据、拟合曲线、模拟风场、建立结构时域抖振响应分析模型进行了大跨度斜拉桥抖振响应分析，然后对抖振响应进行了统计分析，获得了抖振响应的统计特征，分别以实测数据值和规范规定值为基础进行了大跨度斜拉桥的时域抖振分析研究，并对分析结果进行了对比。主要工作和结论如下： (1)对苏通大桥桥址区现场实测采集的“凤凰”、“海鸥”台风以及强北风等风数据样本进行了处理和分析，获得了桥址区的风特性，包括平均风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度、阵风因子、素流功率谱密度等强风特性。 (2)采用非线性最小二乘法，对现场实测的强（台）风紊流功率谱密度函数进行了拟合，获得了一条符合苏通大桥桥址区风特性的拟合谱曲线，分别以拟合谱和规范谱为目标谱，运用谐波合成法，基于matlab软件编写了相关程序，模拟了苏通大桥桥址区三维脉动风场，并从谱密度和相关性两方面检验了风场的正确性。 (3)基于ANSYS的APDL参数化编程技术，编写了进行结构时域抖振响应分析的程序，实现了风荷载的时域表达，并进行了苏通大桥的时域抖振响应分析及对比。分析结果表明：抖振位移响应的平均值和均方值统计特性分析情况表明，规范对主粱的抖振响应规定情况不一，有偏保守的，有超出规范的，且规范对主塔的规定偏保守：功率谱密度的对比分析表明，谱曲线的整体趋势及峰值出现位置基本吻合，但可以看出，拟合谱情况下的功率谱密度较规范谱在低频略偏低，高频略偏高；主梁和主塔的功率谱曲线的峰值分别对应结构的相应振型，且主塔顺桥向的峰值出现情况与主梁的竖向振型情况相关，表明了主塔顺桥向的振动主要由主梁的竖弯振动引起，也表明了大跨度斜拉桥梁塔耦合振动显著的结构特点。 |
| 作者： | 谢静 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 李爱群;王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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