文档介绍：奎墨娟王堂谴±业叠梁曼隧道王猩强±主塾援年级姓申请学位级别专指导老师二零一一年五月一苓一一,牛丑月名腋呒际跹芯糠⒄棺ㄏ计划资助项目,项目编号:醒敫咝;究蒲幸滴穹炎ㄏ钭式鹱手钅勘嗪牛..
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学位论文作者签名:李日期::所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:贏平台的语言编制了非线性静风稳定分析程序捎肰镅员嘀屏硕詈喜穹步分析法计算程序,并分析了用于二维颤振分析的半逆解法、分步分析法和复模态法的异同。娑员攘顺罂缍雀种骼滦髑藕统罂缍菴骼滦髑诺木擦π阅堋⒍特性以及风静动力稳定性,从而明确采用碳纤维做超大跨度悬索桥主缆所带来的优直鸫映9嫘髑派杓撇问嵌群托髑爬滤飨低辰嵌妊芯苛烁纳瞥罂缍菴主缆悬索桥颤振稳定性的结构措施。并针对常规悬索桥体系、空间缆索体系、,绘制了横弯基频、竖弯基频以及扭转基频随辅助拉索或刚性辅助构件设置位置的影响线,分析了三主缆体系的边中主缆面积分配比例对结构整体刚度的影响。诩扑懔魈辶ρ和自编程序,分析了气动外形差异较大的闭口箱梁、分离式双箱梁、分离式三箱梁和椭圆形断面的颤振性能以及各自的颤振驱动机理。诩扑懔魈辶ρ和自编程序,全面分析了分离双箱间距、风嘴形状、导流板的设置情况和分流板的横桥向宽度对分离式双箱断面颤振稳定性的影响以及影响机理,进而对这四种气动措施的设置提出建议。势和问题。
种二维颤振分析方法一半逆解法、复模态法以及分步分析法的异同。从静力角度和风静本文的研究目的在于为在超大跨径悬索桥中的应用奠定理论基础。从静力性能和抗风性能两方面研究了采用做超大跨径悬索桥主缆带来的优势与问题,并从抗风角度对其结构体系和加劲梁断面形式进行优化研究,主要的研究内容如下:首先,介绍了本文研究过程中所涉及到的抗风理论,并基于腁镅编制了非线性静风稳定性分析程序τ肰喑逃镅员嘀屏硕詈喜穹植椒治龇ḿ扑愠绦瓸甋。采用经典平板算例验证了程序,并分析了常用的三动力稳定性两方面全面对比了超大跨径钢主缆悬索桥和超大跨径主缆悬索桥,从而明确采用做超大跨径悬索桥主缆带来的优势与问题。然后,从常规悬索桥设计参数、缆索体系两方面研究了一系列改善超大跨径主缆悬索桥抗风性能的结构措施。所考虑的常规悬索桥设计参数有矢跨比、主缆安全系数、主缆弹性模量、加劲梁约束体系、恒载集度、桥塔刚度和结构形式以及吊索面积和弹性模量。在悬索桥缆索体系的研究中,主要研究了交叉吊索体系、刚吊架体系、空间缆索体系、,分析采用各结构体系后,超大跨径主缆悬索桥的横向、竖向以及扭转刚度有何变化。并就辅助拉索或刚性辅助构件在各缆索体系上的设置位置进行研究,绘制了横弯基频、竖弯基频以及扭转基频随辅助拉索或刚性辅助构件设置位置的影响线,从而在对结构体系改变较小并且经济适用的前提下,提出提高各结构体系刚度的方法。最后,从加劲梁气动外形入手,改善超大跨径主缆悬索桥颤振稳定性。首先基于二维颤振的分步分析法,应用自行编制程序,分析了气动外形差异较大的闭口箱梁断面、分离式双箱断面、分离式三箱断面和椭圆形断面的颤振稳定性,并深入研究了各断面的颤振驱动机理。再以分离式双箱断面为研究对象,考虑了四种改变其气动外形的措施,分析这四种气动措施对其颤振稳定性有何影响,以及各气动措施的影响机理。四种气动措施包括:分离式双箱的分离间距、风嘴形状、导流板的设置情况和分流板的宽度。分析结果表明:四种气动措施均对分离式双箱断面的颤振性能产生一定影响,其中,分离双箱间距和风嘴形状对分离双箱断面的颤振性能影响较大。分离双箱间距和导流板距断面的设置高度均存在最优值;分离式双箱断面的颤振临界风速并不会随风嘴角度减小而单调递增,而是随着风嘴角度减小而先提高后降低,存在最优风嘴角度;设置宽度较小的分流板可提高分离双箱断面的颤振临界风速,但提高幅度有限,设置较宽
通过本文的研究发现,改变常规悬索桥设计参数对其抗风性能有一定影响,但是效率较低,改变缆索体系和加劲梁断面的气动外形可有效提高超大跨径主缆悬索桥的颤振稳定性,使得风动力失稳已不再是制约索在超大跨径悬索桥中应用的关键因素。关键词:超大跨径悬索桥;;颤振稳定性;颤振机理;静风稳定;颤振控制