文档介绍：摘要西南科技大学硕士研究生学位论文施工阶段的斜拉桥自立索塔尤其是钢塔,刚度小、阻尼低,对风的作用非常敏感,因此自立索塔抗风问题已成为施工阶段斜拉桥抗风研究的重要组成部分。索塔的抖振是由自然大气中的紊流成份诱发的一种强迫振动。抖振一般不会引起灾难性的破坏,但是,由于引起抖振的风速低,发生频度高,会导致结构局部的疲劳并危及施工人员和机具的安全,因此,正确评估索塔抖振响应是十分重要的。本文以苏通大桥为工程背景,对施工阶段斜拉桥自立索塔状态进行了抖振响应时域分析。根据桥塔处的风场特点,利用谐波合成法模拟了桥塔不同高度处的的提高了模拟的效率。最后,作者编写了抖振响应的时域分析程序,计算了苏通大桥桥塔在不同风速下的抖振响应,并与风洞实验结果进行了对比分析。结果表明,数值计算结果关键词:斜拉桥自立索塔风场模拟第脉动风速时程,通过对脉动风速谱密度矩阵的显式分解和际醯囊耄ù与实验结果吻合较好。抖振风洞试验
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张缉衅缉鲜日期::。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文的复印件,允许该论文被查阅和借阅;学校可以公布该论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:
绪论桥梁风工程的研究内容西南科技大学硕士研究生学位论文桥梁风工程研究在桥址处各种可能的风场条件下,桥梁结构的静力效应与动力响应,为新建桥梁的设计、施工提供解决方案。大跨柔性桥梁如悬索桥和斜拉桥、刚性桥梁中的柔性构件,如拱桥的吊杆等,都需要进行桥梁风工程的研究。桥梁结构风致效应属于流体与固体相互作用的范畴。因此,风效应研究自然包括三个要素:风环境、风荷载与结构响应。风环境包括从气象学、微气象学与气候学中导出的一些基本内容。气象学提供对大气流动基本特征的描述和解释。那些对桥梁结构的响应影响很大的自然特征是桥梁设计者应当了解的。微气象学与桥梁风工程关系更大一些,例如平均风速随高度而增加的关系、脉动风的紊流强度与积分尺度以及它们与地面粗糙度的关系等等,都是必不可少的风环境资料。气候学指特定桥址处风况的预测,如百年一遇的极值风速和风向的预测、桥址处风速风向玫瑰图等等。自然风场在时间和空间上都是典型的随机过程。研究风环境需要随机过程的一些基本概念与方法,如数学期望、方差、功率谱、相关性等。风荷载就是风对结构的作用力,这种作用力实质是风与结构相互作用的压力形成一种特定的分布状态,并且在不断变化之中。通常将这种压力分布效应合成为竖直向上的升力,顺来流方向的阻力以及使桥梁产生扭转效应的扭矩作用,统称为气动三分力。为了研究的方便,将随机变化的风分为平均风凰媸奔浔浠亩ǔA和脉动风嵌ǔA鳎殖莆N闪两部分。⋯叉将桥梁结构分成桥梁固定不动与结构本身在微振动这两种情况,然后将它们两两组合起来研究,就有如表所示的各种风荷载与响应的结构响应类型。表卜忻恐址绾稍乩嘈投加猩Α⒆枇τ肱ぞ厝龇至俊H至ο凳颤振导数与气动导纳是描述桥梁断面气动性能的三种无量纲参数,通过它们可以很方便地由模型风洞试验荷载换算到实桥荷载;颤振、驰振、抖振与涡激振动则是桥梁风致振动的四种主要形态。其中颤振、驰振是一种可能发散动,幅度通常是有限的,不至于造成桥毁事故,但可能威胁行车或施工安全,减少疲劳寿命;涡激振动是由于气流经过桥梁后产生旋涡并脱落引起的,介第结果。随机变化的风流过本身也在微振动的桥梁,使得围绕桥梁表面的大气的自激振动,可能造成如旧塔科马桥那样的灾难性后果;抖振是一种强迫振
桥梁风工程的主要研究方法西南科技大学硕士研究生学位论文于强迫振动与自激振动之间。当风速位于某一区段时旋涡脱落频率正好接近桥梁频率,则会导致自激共振,不过一般也是限幅振动。桥梁风工程的研究方法主要有三种:理论分析、风洞试验与现场观测。理论分析方法就是运用空气动力学原理,建立各类风荷载的数学模型,然后应用结构动力学方法,求解各类风致振动和稳定问题。理论分析方法在建立风工程的基本理论方面起着决定性的作用。在桥梁风工程学科发展史上,西奥多尔森的理想平板颤振自激力理论解,,达文波特亩墩褡级ǔ@砺郏都发挥了且仍发挥着重要的作用。桥梁风工程的进一步发展,将有待于基本风洞试验