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大跨度拱桥空气动力特性试验研究
| 论文题名： | 大跨度拱桥空气动力特性试验研究 |
| 关键词： | 大跨度拱桥;风洞试验;空气动力特性;风致响应 |
| 摘要： | 随着现代施工技术的发展和新材料的运用，拱桥正朝着刚度小、柔度大、跨度大、重量轻的方向发展，对风的敏感程度逐渐增大。因此，研究大跨度拱桥的风致振动问题已变得非常迫切。而对拱桥主梁和拱肋空气动力特性的研究是分析其风致响应的基础。空气动力特性是一个涵义很广的范畴，包括结构的非定常空气动力特性和定常空气动力特性这两大方面。其中，对结构非定常空气动力特性的研究又可具体展开到对桥梁颤振特性、自激空气动力、抖振力、涡激力和驰振力等的研究。本文以重庆菜园坝长江大桥为背景，在风洞试验的基础上，着重研究了其主梁断面和拱肋断面的空气静力特性，主梁断面的颤振特性，识别了主梁断面的颤振导数。 首先，制作了缩尺比为 的主梁节段和拱肋节段模型，在中国空气动力中心低速所FL-11风洞进行静力试验，分析了在均匀流下，不同攻角时模型静力三分力系数的变化规律。对于主梁断面还分析了风速对其静力三分力系数的影响以及有轻轨和无轻轨工况时，三分力系数的变化情况。 同时，采用与静力试验相同的主梁节段模型，以弹簧悬挂二元刚体节段模型的试验方法在均匀流情况下， 、 三种迎风攻角时，测试了模型在不同试验风速下的振动响应，分析了主梁固有振动频率和不同攻角下主梁断面的位移响应随风速的变化规律，并测定了模型的颤振临界风速。 颤振导数是描述桥梁结构空气动力性能的重要参数，在分析桥梁颤振和抖振响应时起着至关重要的作用。本文对主梁的颤振导数识别，采用与主梁颤振分析试验相同的节段模型和测量装置，以自由振动法进行试验。然后基于最小二乘理论的识别法，一次识别了主梁断面的8个颤振导数。 试验结果表明，菜园坝长江大桥的主梁和拱肋具备良好气动稳定性。对于拱肋，其静风荷载主要表现为阻力；主梁断面的颤振临界风速高于232.65m/s，有较强抵抗扭转颤振的能力。 |
| 作者： | 潘颖 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张亮亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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