原文传递
桥梁结构颤振导数识别与颤振分析
| 论文题名： | 桥梁结构颤振导数识别与颤振分析 |
| 关键词： | 桥梁结构;颤振分析;颤振导数识别;气弹模型;主梁断面节段模型 |
| 摘要： | 桥梁颤振属于自激发散性振动，必需严格杜绝发生。桥梁颤振分析为抗风设计提供依据，而颤振导数是桥梁颤振分析必不可少的参数。本文在综合回顾评述桥梁结构颤振导数识别与颤振分析研究基础上，针对现存的问题和不足，在多方面展开了深入理论与试验研究，取得的理论方法进步和结论主要表现在以下方面： 1.提出了识别颤振导数的思路简单，鲁棒性和遍历性良好的随机搜索方法；发展了无需输出协方差估计识别颤振导数的随机子空间方法；编制了两种方法的计算程序，其可靠性和有效性由算例得到验证。 2.采用随机搜索方法和随机子空间方法识别了苏通大桥、苏拉马都大桥主梁节段模型、杭州湾大桥、苏通大桥气弹模型在均匀流场和紊流场中的18个颤振导数，两种方法识别结果基本吻合；识别结果表明，相对于紊流场中的气弹模型而言，均匀流场中的节段模型颤振导数识别结果更为稳定，因而更为合理可取；对颤振导数进行了多种参数分析。 3.将经验模态分解方法(EMD)用于剔除信号高频噪声和低频非平稳趋势项，提高了颤振导数的识别精度；分析了现有弹簧悬挂系统自由振动方法识别桥梁颤振导数高风速时稳定性较差、侧向颤振导数和气弹模型颤振导数识别精度相对较低的原因；试验方法是影响颤振导数识别精度的决定性因素，识别方法是相对次要因素。 4.提出了搜索桥梁节段模型颤振临界风速的具有强劲鲁棒性的随机搜索方法；采用随机搜索方法搜索了几种典型主梁断面节段模型的颤振临界风速；分析了颤振导数等诸多参数对颤振临界风速的影响。 5.给出了桥梁气弹模型实测位移修正表达式，分析了苏通大桥气弹模型跨中断面位移修正前后差异；对苏通大桥气弹模型气动失稳现象进行了解释，将其视为一种非常规索网复合系统，其振动表现为保持平衡状态的竖向、侧向和扭转耦合的近似“荷兰式滚动”。 6.考虑拉索振型和主梁附加攻角条件下苏通大桥静风响应分析结果表明：静风作用响应计算值低于风洞试验实测值；斜拉索横向风荷载在总体风荷载中所占比例超过40％；不考虑附加攻角会高估静风失稳风速约20％；给出了考虑静风作用、斜拉索振型和主梁附加攻角影响的苏通大桥三维颤振分析方法。 7.极值风速变异系数建议取0.15；建立了具有诸多优点计算可靠指标的新优化模型；提出了概率分布在任意指定子区间内产生随机数的方法；基于可靠指标新优化模型分析了截尾概率分布、变量的概率分布类型和统计特征对苏通大桥颤振可靠度的影响。 |
| 作者： | 许福友 |
| 专业： | 土木工程·桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈艾荣 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
