当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

斜拉桥并列超长拉索尾流驰振理论分析与风洞试验研究

发布时间:2018-05-27 15:25

  本文选题:斜拉桥 + 并列超长拉索 ; 参考:《湖南大学》2015年硕士论文


【摘要】:随着桥梁跨径的不断增大,拉索长度随之增加,其布置形式也呈现并列等多样化特征,在上游拉索尾流干扰下导致下游拉索风致振动问题日益突出,严重影响行车舒适性,甚至威胁行车安全。长期以来,并列拉索尾流驰振由于其机理的复杂性使其一直成为桥梁风工程的研究热点。鉴于此,本文对尾流驰振特性及其机理进行了系统的研究。首先对并列超长拉索进行模态分析并对尾流驰振发生可能性进行了评估,然后在测力风洞试验的基础上,采用理论分析方法对下游拉索尾流驰振的起振风速和失稳区域进行了预测,再采用传统的拉索气弹模型风洞试验进行了验证并研究了尾流驰振特性,最后通过强迫振动风洞试验,从气动力对拉索做功的角度出发,利用能量分析方法,研究了尾流驰振的机理。本文主要工作与取得的成果如下:(1)首先回顾了双圆柱绕流的研究现状、尾流驰振的研究方法及其减振措施。在前人研究的基础上,提出了本文研究的主要内容及研究的思路与方法。(2)第二章建立了全桥空间杆系模型、空间板梁组合模型以及空间板壳模型与单根拉索有限元模型,模态分析得到四种模型的振动频率结果十分接近;并列超长斜拉索在自然风荷载下存在发生以第二阶反对称模态为主尾流驰振的可能性。(3)以某大桥420m长的并列双拉索为原型,基于刚性节段模型测定了不同风向角下并列双圆柱的气动力系数;基于风洞测力结果,按尾流驰振分析的单自由度经典驰振理论与两自由度耦合理论分析了尾流驰振特性,下游拉索的起振风速为18.0m/s,风攻角失稳区间在15°附近。单自由度经典驰振模型表明增加阻尼或增加刚度方案(在并列超长拉索之间增加连接件)都能提高尾流驰振起振风速,而基于两自由度模型的理论分析表明增加阻尼远不如增加刚度有效。(4)第四章采用系统的气弹模型风洞试验,研究了并列超长斜拉索的尾流驰振特性及减振措施。试验研究表明,理论分析结果与拉索气弹模型试验结果基本一致,但结构阻尼对拉索起振风速的提高并不十分明显,而在双拉索之间设置多个分隔器方案能显著提高起振风速,说明了两自由度耦合驰振模型更能反应尾流驰振特性。(5)第五章进行了强迫振动装置进行节段模型试验,获得了强迫位移以及引起的作用在节段模型上的气动力,采用时域积分方法计算了不同工况下气动力对下游拉索单个运动周期内输入的能量。研究表明,并列拉索尾流驰振运动具有明确的方向性。尾流驰振发生过程中,阻力对拉索做正功,使得其在该方向上的振动加剧;而升力做功很小,且基本为负,表现为抑制下游拉索在竖直方向的振动。阻力做功时程曲线与位移时程曲线一样存在明显一致的正负部分,且两者相位差几乎为90°。尾流驰振发生时,阻力与升力做功符号总是相反的。试验结果与理论分析、气弹模型试验结果均吻合良好,该方法可用于判断并列拉索是否存在发生尾流驰振的可能性。
[Abstract]:In this paper , the characteristics of wake - induced vibration and its mechanism are predicted by using the theory analysis method . ( 5 ) In the fifth chapter , the forced vibration device is subjected to segmental model tests to obtain the aerodynamic forces acting on the segment model by the forced displacement and the induced motion .
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441.3;U448.27

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 包龙生;刘克同;于玲;牛宏;;大跨连续刚构桥施工阶段驰振可靠性评价[J];公路交通科技(应用技术版);2010年12期

2 周帅;张志田;陈政清;牛华伟;;大长细比钝体构件涡激共振与驰振的耦合研究[J];工程力学;2012年01期

3 陈政清;刘慕广;;腹板开孔的H型吊杆横风向驰振特性试验研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2008年06期

4 李胜利;路毓;王东炜;;串列钝体驰振气动干扰效应的数值分析[J];东南大学学报(自然科学版);2012年06期

5 李寿英;黄韬;叶继红;;覆冰斜拉索驰振稳定性的理论研究[J];振动与冲击;2013年01期

6 马文勇;顾明;全涌;黄鹏;;覆冰导线任意方向驰振分析方法[J];同济大学学报(自然科学版);2010年01期

7 祝志文;陈政清;;大跨刚构桥最大悬臂阶段驰振稳定性的数值风洞研究[J];中南公路工程;2007年01期

8 刘秀娟;悬索横风驰振现象的理论分析[J];林业机械与木工设备;2000年11期

9 朱超;廖海黎;;H型截面吊杆驰振稳定性的数值模拟分析[J];公路交通技术;2009年04期

10 李永乐;易仁彦;王东绪;廖海黎;;悬索桥主缆架设过程驰振性能时域分析[J];西南交通大学学报;2013年01期

相关会议论文 前4条

1 曹征;唐寿高;;结构质量变化对线性驰振影响初探[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年

2 周志勇;赵惠麟;刘承宗;;三维空间结构驰振极限振幅分析[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年

3 李华峰;梁经群;陈凯;甘明;;某体育场屋盖驰振分析[A];第十四届空间结构学术会议论文集[C];2012年

4 樊利兵;刘庆宽;马文勇;刘小兵;;典型桥塔断面雷诺数效应和驰振研究进展[A];第23届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2014年

相关博士学位论文 前1条

1 刘慕广;两类大长细比桥梁构件的风振特性研究[D];湖南大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 谢兰博;H形截面结构非线性自激气动力及驰振特性研究[D];西南交通大学;2016年

2 陈星宇;悬索桥门型桥塔基于驰振的气动选型研究[D];西南交通大学;2016年

3 卢金玉;D形断面覆冰导线驰振特性风洞试验研究[D];石家庄铁道大学;2016年

4 胡腾飞;斜拉桥并列超长拉索尾流驰振理论分析与风洞试验研究[D];湖南大学;2015年

5 匡济;矩形截面双塔楼驰振响应数值分析[D];重庆大学;2015年

6 郝浩;桥梁结构的驰振现象及其控制[D];长安大学;2010年

7 谢宇新;驰振稳定性分析及其工程应用[D];天津大学;2003年

8 黄韬;覆冰斜拉索驰振稳定性研究[D];湖南大学;2011年

9 丁静;方形截面桥塔的驰振机理及气动制振措施研究[D];西南交通大学;2015年

10 朱超;大跨度拱桥H型吊杆驰振性能研究[D];西南交通大学;2008年



本文编号:1942683

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1942683.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0e992***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com