多塔斜拉桥加劲索涡激振动现场观测与振动控制研究

发布时间：2021-01-04 21:05

　　随着国家交通事业的发展,斜拉桥在大跨度桥梁中得到了越来越多的应用。在工程实际应用中,大跨度斜拉桥斜拉索的长度大、柔性、低阻尼的特点导致了其对风作用十分敏感,极易发生剧烈的风致振动,斜拉索涡激振动一般发生在较低风速下,幅值虽然不大,但是发生的频率高,产生视觉不安全感,也可能导致拉索锚固端疲劳破坏,影响斜拉桥的安全和正常使用。因此,超长斜拉索的风致振动必须得到有效的抑制。本文是基于某大跨三塔斜拉桥的加劲索现场实测,获得现场实桥的风场以及加劲索的风致振动响应,对大跨三塔斜拉桥加劲索的多模态涡激振动特性及机理进行研究,并尝试对加劲索的多模态涡激振动进行振动控制,本文的主要内容包括:（1）采用现场实测的方法对国内某大跨三塔斜拉桥的加劲索的多模态涡激振动进行研究,分析现场加劲索的多模态涡激振动的特性,研究加劲索振动特性与来流风特征之间的相关性。（2）推导了拉索自由振动方程和拉索-阻尼器系统振动方程,用ANSYS有限元建模分析加劲索的动力特性,得到加劲索的模态频率和振型。（3）建立加劲索-阻尼器系统的有限元模型,采用通用优化设计曲线来指导阻尼器阻尼值的优化设计,通过对阻尼系数和阻尼器的安装位置进行优... 

【文章来源】： 杨赢 湖南大学

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外斜拉索振动类型及振动控制措施研究现状
        1.2.1 斜拉桥拉索的振动类型
        1.2.2 斜拉索控制措施分类
        1.2.3 拉索-阻尼器的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 斜拉索阻尼器减振理论
    2.1 拉索的自由振动分析
    2.2 拉索的动力特性
        2.2.1 拉索平面外振动
        2.2.2 拉索平面内振动
    2.3 拉索-阻尼器系统振动方程推导
        2.3.1 拉索-阻尼器系统振动模态阻尼求解
        2.3.2 斜拉索-阻尼器系统运动方程
    2.4 本章小结
第3章 多塔斜拉桥加劲索涡激振动现场观测
    3.1 工程概况
        3.1.1 全桥概述
        3.1.2 斜拉索概述
        3.1.3 实验概况
    3.2 现场风场特性
        3.2.1 现场风速风向
        3.2.2 风玫瑰图
    3.3 加劲索的振动特性
        3.3.1 加劲索的面内面外加速度时程分析
        3.3.2 相邻两根加劲索面内振动对比
        3.3.3 加劲索的频谱分析
    3.4 本章小结
第4章 多塔斜拉桥加劲索动力特性有限元分析
    4.1 加劲索模态分析
        4.1.1 基本概念
        4.1.2 模态提取方法
    4.2 加劲索有限元模型的建立
        4.2.1 加劲索有限元模型
        4.2.2 有限元预应力施加
        4.2.3 加劲索弹性模量修正
        4.2.4 加劲索的振动模态
    4.3 本章小结
第5章 加劲索-阻尼器系统有限元分析
    5.1 涡激振动控制标准
    5.2 拉索-阻尼器系统线性阻尼优化理论
        5.2.1 拉索-阻尼器系统通用设计曲线与数值解
        5.2.2 基于模态安装位置比的拉索-阻尼系统
    5.3 加劲索-阻尼器系统有限元建模
    5.4 阻尼器阻尼参数及安装位置的优化
        5.4.1 阻尼器在0.01L处优化分析
        5.4.2 阻尼器在0.03L处优化分析
        5.4.3 阻尼器在0.04L处优化分析
        5.4.4 阻尼器安装位置优化
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模态安装位置比的斜拉索-阻尼器参数研究[J]. 王波,柴小鹏,汪正兴.  桥梁建设. 2017(04)
[2]大跨度斜拉桥斜拉索阻尼减振技术研究进展[J]. 汪正兴,王波,柴小鹏.  桥梁建设. 2015(03)
[3]拉索-阻尼器-弹簧系统的阻尼特性分析[J]. 周海俊,丁炜,孙利民.  工程力学. 2014(01)
[4]大跨度桥梁涡激振动研究进展与展望[J]. 许福友,丁威,姜峰,张哲.  振动与冲击. 2010(10)
[5]应用油阻尼器的斜拉索实索减振试验研究[J]. 周海俊,孙利民,周亚刚.  公路交通科技. 2008(06)
[6]MR阻尼器对斜拉索减振控制的数值仿真[J]. 邬喆华,楼文娟,陈勇,倪一清,高赞明.  中国公路学报. 2006(01)
[7]斜拉索风雨振现场观测与振动控制[J]. 陈政清.  建筑科学与工程学报. 2005(04)
[8]斜拉索磁流变智能阻尼控制系统分析与设计[J]. 李惠,刘敏,欧进萍,关新春.  中国公路学报. 2005(04)
[9]超长斜拉索风阻系数及风雨激振的试验研究[J]. 李文勃,林志兴,杨立波.  振动、测试与诊断. 2005(02)
[10]洞庭湖大桥拉索风雨振中的风场参数[J]. 陈政清,柳成荫,倪一清,王修勇,伏晓宁.  铁道科学与工程学报. 2004(01)

博士论文
[1]磁流变阻尼器对斜拉桥拉索振动控制的理论与试验研究[D]. 禹见达.湖南大学 2007

硕士论文
[1]索端激励与风雨激励共同作用下斜拉索振动特性研究[D]. 曾庆宇.湖南大学 2017
[2]大跨度斜拉桥拉索涡激振动及其控制的研究[D]. 吴广润.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：2957369