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大跨度翼型桥梁抖振响应分析及风洞试验研究
| 论文题名： | 大跨度翼型桥梁抖振响应分析及风洞试验研究 |
| 关键词： | 大跨度翼型桥梁;风荷载;风洞试验;气弹模型;动力特性;抖振响应 |
| 摘要： | 近年来，随着现代桥梁技术水平的不断提高，跨越大江大河甚至海峡的大桥不断涌现，这些大跨度桥梁必须克服自然风的作用。 目前研究结构风荷载分布情况主要有现场实测、风洞试验和数值模拟计算三种方法，其中风洞试验是现阶段的主要手段，研究方法较为成熟。但风洞试验周期长，而且要消耗大量的人力和物力。现场实测只能在结构建成以后进行，而且花费更大，还受季节、场地等诸多因素的影响。计算机技术的发展为结构风荷载的数值模拟研究提供了新的方法和手段，它自出现起就成了风工程领域研究和发展的热点，相比传统方法它具有独特的优势。利用计算机数值模拟技术可以方便地对结构绕流风场进行模拟计算，得到风速和风压等物理量的分布特征，以此预测结构的规划和设计方案的优劣，并提出改进方案，使设计更加合理，提高设计质量和效率。 本文以天津海河柳林桥为研究对象，对其抗风性能，尤其是风振响应进行了深入研究。主要进行了以下几方面的工作： 首先，本文介绍了桥梁动力特性分析的有限元理论及计算方法，并采用空间梁系结构的有限元计算模型对天津海河柳林桥的结构动力特性进行了计算，得到其基本振型和频率。 其次，介绍了抖振基本理论和基于频域分析的抖振响应理论计算法，并利用Scanlan的准定常气动力公式计算抖振力和自激力并考虑气动导纳，用有限元CQC法发展了求解大跨度桥梁耦合抖振响应的有限元计算方法。 最后，对天津海河柳林桥进行了气弹模型风洞试验，采用尖劈加粗糙元装置模拟了桥址处的风环境，测试了不同风向角来流下，该桥主翼、次翼、主梁的抖振响应。 通过分析对比，得出了一些有理论意义和实用价值的结论，并且对设计提供了试验上的支持验证。 |
| 作者： | 李刚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 胡兆同 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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