超大跨度桥梁斜拉索参数振动特性及其稳定性分析

发布时间：2021-01-01 16:12

　　随着超大跨斜拉桥的兴建,低阻尼、大柔度超长拉索的工程应用使得斜拉索的振动频率降低,发生振动的模态频率范围变宽,极易发生斜拉索的大幅值参数振动,对桥梁的安全运营和斜拉索的服役寿命构成巨大威胁,故而准确分析大跨径斜拉桥拉索参数振动特点及其机理有着重大意义。本文以主跨1092m的沪通长江大桥中的最长索作为代表索,以桥面位移激励下引起的拉索参数振动为研究对象,采用理论分析与数值计算相结合的方法,分析斜拉索的非线性参数振动特性及其稳定性,为超长斜拉索的参数振动控制提供理论基础。本论文研究内容主要包含如下几点:（1）考虑斜拉索垂度和重力弦向分力的影响,分析了斜拉索的静力平衡构形,建立了具有较高精度且便于进行斜拉索动力分析的垂度曲线方程,并以实际工程斜拉索验证了所建立的垂度曲线方程的正确性,探讨其适用性。（2）考虑索端轴向余弦位移激励下斜拉索的面内振动,基于得到的垂度曲线解推导出斜拉索参数振动的模态运动方程,运用多尺度法及李雅普诺夫稳定理论对斜拉索发生1:2、1:1和2:1共振时的稳定性加以判断,采用数值积分方法分析了拉索阻尼、激励幅值和频率对索非线性参数振动响应的影响,为后续拉索面内外耦合振动分析... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 斜拉桥空前发展
        1.1.2 斜拉索大幅振动危害
        1.1.3 课题研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 理想位移激励下斜拉索参数振动
        1.2.2 非理想激励下拉索参数振动
        1.2.3 随机参数振动的研究
        1.2.4 国内外研究现状简析
    1.3 主要研究内容
第2章 斜拉索垂度曲线方程
    2.1 引言
    2.2 斜拉索静力构形分析
        2.2.1 不考虑拉索弹性变形
        2.2.2 考虑拉索弹性变形
    2.3 算例分析
    2.4 垂度曲线解适用性讨论
    2.5 本章小结
第3章 端部轴向位移激励下斜拉索面内参数振动
    3.1 引言
    3.2 斜拉索面内参数振动方程
    3.3 斜拉索面内参数振动理论分析
        3.3.1 主共振
        3.3.2 次共振
    3.4 参数影响特性分析
        3.4.1 外激励频率的影响
        3.4.2 外激励幅值的影响
        3.4.3 拉索阻尼的影响
    3.5 本章小结
第4章 斜拉索端部位移激励下面内外参数振动
    4.1 引言
    4.2 斜拉索面内外耦合振动方程
    4.3 斜拉索模态振动特性理论分析
        4.3.1 主共振（n=j）
        4.3.2 主参数共振（n=j=2k）
    4.4 数值分析及讨论
        4.4.1 面内位移激励
        4.4.2 面外位移激励
        4.4.3 非平面位移激励
    4.5 本章小结
第5章 考虑索-桥耦合影响的斜拉索参数振动分析
    5.1 引言
    5.2 索-桥耦合振动微分方程
    5.3 索-桥耦合共振的理论分析
    5.4 索-桥耦合共振参数分析
        5.4.1 自由振动参数影响分析
        5.4.2 强迫振动参数影响分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]三维随机激励作用下斜拉索参数振动的有限元分析[J]. 李永乐,孙超,向活跃,王磊.  桥梁建设. 2017(02)
[2]端点位移激励下斜拉索非线性振动计算方法研究[J]. 王涛,沈锐利.  计算力学学报. 2016(03)
[3]大跨度斜拉索自重下的垂度分析[J]. 刘平,许慧,璆玮.  公路交通科技. 2016(03)
[4]斜拉索非线性振动跳跃过程实验研究[J]. 孙测世,康厚军,赵珧冰,赵跃宇.  固体力学学报. 2015(05)
[5]计入重力弦向分量影响的斜拉索非线性自由振动分析[J]. 袁从森,沈锐利,周凌远,李伟东,官快.  振动与冲击. 2015(12)
[6]斜拉桥塔-索-桥面连续耦合参数振动特性分析[J]. 汪峰,文晓旭,刘章军.  应用力学学报. 2015(02)
[7]大跨度斜拉索参数振动研究[J]. 徐明骁,葛耀君,马婷婷,赵林.  科学技术与工程. 2011(19)
[8]大跨度斜拉桥拉索的参数振动[J]. 李凤臣,田石柱,欧进萍.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2008(05)
[9]In-plane Auto-Parametric Vibration of Inclined Cables under Random Transverse Excitation[J]. 王波,张海龙,徐丰,郭翠翠.  Journal of Southwest Jiaotong University（English Edition）. 2008(02)
[10]Nonlinear Dynamic Reliability of Coupled Stay Cables and Bridge Tower[J]. 余建星,田佳,董文斌,丁宁,杨晓蓉,谭振东.  Transactions of Tianjin University. 2007(05)

博士论文
[1]风作用下大跨斜拉网格结构参数振动及其模态跃迁研究[D]. 于岩磊.哈尔滨工业大学 2010
[2]大跨度桥梁斜拉索的参数振动及索力识别研究[D]. 李凤臣.哈尔滨工业大学 2010
[3]斜拉桥拉索参数振动研究[D]. 任淑琰.同济大学 2007
[4]大跨度斜拉桥拉索的振动及被动、半主动控制[D]. 陈水生.浙江大学 2002

硕士论文
[1]桥面激励下斜拉索非线性耦合振动研究[D]. 彭然.哈尔滨工业大学 2013
[2]斜拉桥拉索参数振动及斜拉桥动力分析[D]. 王福俊.西南交通大学 2007



本文编号：2951597