【摘 要】
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随着日益增长的交通流量需求和高强材料的广泛采用,桥梁正向着长大化,轻薄化发展,在风荷载的作用下发生风致振动的可能性也逐渐增大。近年来,包括西堠门大桥、虎门大桥在内的多座大跨度桥梁出现了不同程度的涡激振动问题。因此准确评估大跨度桥梁涡激振动性能并提出相应的抑振措施在实际工程中显得尤为重要。目前,在桥梁涡振性能的研究实践中,主要采用的是节段模型风洞试验。然而实际桥梁为三维结构,如何利用准二维节段模型风
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随着日益增长的交通流量需求和高强材料的广泛采用,桥梁正向着长大化,轻薄化发展,在风荷载的作用下发生风致振动的可能性也逐渐增大。近年来,包括西堠门大桥、虎门大桥在内的多座大跨度桥梁出现了不同程度的涡激振动问题。因此准确评估大跨度桥梁涡激振动性能并提出相应的抑振措施在实际工程中显得尤为重要。目前,在桥梁涡振性能的研究实践中,主要采用的是节段模型风洞试验。然而实际桥梁为三维结构,如何利用准二维节段模型风洞试验的结果评价三维实桥的涡振性能,是桥梁风工程一直关注的重点。本文介绍了三种桥梁涡振分析理论,包括仅考虑振型影响的涡振分析理论以及Eshan、Sun提出的考虑振型和涡激力跨向相关性的大跨度桥梁三维涡激振动分析方法,并基于节段模型和拉条模型风洞试验开展这些涡振分析方法的应用研究,对比各方法的优劣及其预测精度。以下是本论文的主要工作:1、简要阐述了大跨度桥梁的发展历史,对桥梁涡激共振问题进行了讨论,对几种常见的涡激共振分析理论进行了介绍,着重介绍了经验线性模型和Scanlan半经验非线性模型以及相应涡激力参数的识别方法,介绍了涡激振动的影响因素与抑振措施,最后简要介绍了涡激力沿主梁跨向的非完全相关特性。2、介绍了几种桥梁三维涡振分析理论,主要包括仅考虑振型影响的涡振分析理论、Eshan提出的涡振分析理论以及Sun提出的基于Scanlan半经验线性模型及非线性模型的大跨度桥梁三维涡激振动分析理论,并利用MATLAB软件编制了各种涡振分析方法计算程序。3、进行了5:1矩形断面节段模型风洞试验和相同断面的等比例拉条气弹模型风洞试验。根据三种涡振分析理论,利用节段模型风洞试验结果计算得到实桥不同振型下的涡振理论振幅,并与拉条气弹模型风洞试验结果对比,对比分析三种理论在实际应用中的可靠性。4、以实际大跨度桥梁全桥气弹模型涡激振动风洞试验为依托,验证三种分析理论在大跨度桥梁涡振分析中的可行性,并着重对Sun提出的涡振分析方法在实际桥梁应用过程中的误差影响因素进行了讨论。
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