大跨度桥梁流线型钢箱梁颤振临界风速及颤振导数数值计算方法
发布时间：2021-09-12 17:32
随着大跨度桥梁的发展,桥梁结构逐渐朝着轻柔化的方向发展,桥梁的风致振动问题日益突出。在各类风致振动中,颤振属于发散性的自激振动,一旦发生就会造成极大的生命财产损失。本文在Scanlan颤振研究的框架下,围绕颤振临界风速和颤振导数对大跨度桥梁的颤振的数值计算方法进行了研究。主要进行了以下工作:1、介绍了大跨度斜拉桥和悬索桥的发展历程,并对桥梁抗风相关的内容进行了总结,阐述了桥梁颤振分析理论并详细描述了颤振临界风速和颤振导数在国内外的研究现状。2、介绍了求解颤振临界风速的半逆解法并将其转化为优化问题。为求解该优化问题,提出了两种能够兼顾全局收敛性和局部收敛性的混合粒子群算法,并将其应用于平板结构颤振临界风速的求解。3、基于计算流体力学方法,采用分状态强迫振动方法对平板结构的颤振导数进行了识别。首先识别了平板在多频输入信号下的颤振导数并与理论解进行对比,然后基于ARMA模型,识别了平板在指数信号、3211信号和Chrip信号下的颤振导数,并与理论解进行对比。4、将混合粒子群算法和多频信号下颤振导数的识别方法应用于某大跨度悬索桥流线型钢箱梁的颤振分析当中,根据计算结果对比分析了护栏和检修车轨道...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
风致响应分类图
流线型钢箱梁由于其良好的气动性能，被广泛应用于大跨度桥梁的设计建造之中，尤其是公路桥梁。但是在成桥阶段，护栏和检修车轨道等附属设施会改变流线型钢箱梁的气动外形，从而影响其颤振性能。本章在第 2 章和第 3 章的基础之上，研究护栏和检修车轨道对流线型钢箱梁颤振性能的影响。此外，本章还基于 ARMA 模型，采用四阶龙哥库塔方法求解结构的振动方程，实现了对流线型钢箱梁颤振过程的模拟。4.1 工程概况以某大跨度悬索桥为研究对象，该桥主桥跨度布置为(290+1160+402)m，主跨1160m，南侧边跨 290m，边主跨比为 0.25，北侧边跨 402m，边主跨比为 0.347。主梁采用流线型钢箱梁，宽 34.7m，高 2.8m，并沿纵向每隔 3m 设置一道横隔板。桥梁立面布置图及典型横断面图如图 4-1 所示。
颤振分析工况设置图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合粒子群优化算法的桥梁有限元模型修正[J]. 邹旭东,雷建平. 交通科技. 2018(06)
[2]基于遗传混合算法的二维耦合颤振方法[J]. 郑史雄,朱进波,唐煜,郭俊峰. 西南交通大学学报. 2018(01)
[3]桥梁断面颤振导数识别的加权最小二乘法[J]. 李加武,张斐,吴拓. 振动工程学报. 2017(06)
[4]求解非线性方程组的改进布谷鸟算法[J]. 樊晓敏,许天亮. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版). 2017(01)
[5]单纯形法的改进萤火虫算法及其在非线性方程组求解中的应用[J]. 莫愿斌,马彦追,郑巧燕,袁伟军. 智能系统学报. 2014(06)
[6]超大跨度悬索桥二维颤振频域直接分析方法[J]. 邵亚会,葛耀君,柯世堂. 哈尔滨工业大学学报. 2011(08)
[7]弯扭耦合颤振过程中的能量转换机理[J]. 刘祖军,葛耀君,杨詠昕. 同济大学学报(自然科学版). 2011(07)
[8]基于EMD处理信号的桥梁颤振导数识别[J]. 许福友,陈艾荣,刘剑锋,王达磊. 振动与冲击. 2008(05)
[9]基于3211多阶跃激励CFD模型的颤振导数识别研究[J]. 祝志文,顾明,陈政清. 振动工程学报. 2008(01)
[10]指数脉冲强迫激励CFD模型运动的气动参数识别法[J]. 祝志文,顾明,陈政清. 振动工程学报. 2007(02)
博士论文
[1]流线型箱梁断面非线性自激力与非线性颤振响应研究[D]. 唐煜.西南交通大学 2015
[2]基于小波变换的桥梁断面气动导数识别研究[D]. 钱雪松.长安大学 2011
硕士论文
[1]粒子群算法改进及其应用研究[D]. 秦媛.南京邮电大学 2018
[2]粒子群算法在复杂函数优化中的学习策略及其改进[D]. 王博建.华东交通大学 2018
[3]旧Tacoma桥风振过程及演化机理初探[D]. 张靖.西南交通大学 2018
[4]流线型箱梁断面的颤振后非线性特征研究[D]. 朱进波.西南交通大学 2018
[5]扁平箱梁的颤振临界风速估算[D]. 张辉.长安大学 2018
[6]扁平钢箱梁的颤振性能数值研究及涡振性能试验研究[D]. 张建.西南交通大学 2014
[7]移动平均模型和自回归移动平均模型中变点问题的研究[D]. 李克胜.西南交通大学 2013
本文编号：3394647
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
风致响应分类图
流线型钢箱梁由于其良好的气动性能，被广泛应用于大跨度桥梁的设计建造之中，尤其是公路桥梁。但是在成桥阶段，护栏和检修车轨道等附属设施会改变流线型钢箱梁的气动外形，从而影响其颤振性能。本章在第 2 章和第 3 章的基础之上，研究护栏和检修车轨道对流线型钢箱梁颤振性能的影响。此外，本章还基于 ARMA 模型，采用四阶龙哥库塔方法求解结构的振动方程，实现了对流线型钢箱梁颤振过程的模拟。4.1 工程概况以某大跨度悬索桥为研究对象，该桥主桥跨度布置为(290+1160+402)m，主跨1160m，南侧边跨 290m，边主跨比为 0.25，北侧边跨 402m，边主跨比为 0.347。主梁采用流线型钢箱梁，宽 34.7m，高 2.8m，并沿纵向每隔 3m 设置一道横隔板。桥梁立面布置图及典型横断面图如图 4-1 所示。
颤振分析工况设置图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合粒子群优化算法的桥梁有限元模型修正[J]. 邹旭东,雷建平. 交通科技. 2018(06)
[2]基于遗传混合算法的二维耦合颤振方法[J]. 郑史雄,朱进波,唐煜,郭俊峰. 西南交通大学学报. 2018(01)
[3]桥梁断面颤振导数识别的加权最小二乘法[J]. 李加武,张斐,吴拓. 振动工程学报. 2017(06)
[4]求解非线性方程组的改进布谷鸟算法[J]. 樊晓敏,许天亮. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版). 2017(01)
[5]单纯形法的改进萤火虫算法及其在非线性方程组求解中的应用[J]. 莫愿斌,马彦追,郑巧燕,袁伟军. 智能系统学报. 2014(06)
[6]超大跨度悬索桥二维颤振频域直接分析方法[J]. 邵亚会,葛耀君,柯世堂. 哈尔滨工业大学学报. 2011(08)
[7]弯扭耦合颤振过程中的能量转换机理[J]. 刘祖军,葛耀君,杨詠昕. 同济大学学报(自然科学版). 2011(07)
[8]基于EMD处理信号的桥梁颤振导数识别[J]. 许福友,陈艾荣,刘剑锋,王达磊. 振动与冲击. 2008(05)
[9]基于3211多阶跃激励CFD模型的颤振导数识别研究[J]. 祝志文,顾明,陈政清. 振动工程学报. 2008(01)
[10]指数脉冲强迫激励CFD模型运动的气动参数识别法[J]. 祝志文,顾明,陈政清. 振动工程学报. 2007(02)
博士论文
[1]流线型箱梁断面非线性自激力与非线性颤振响应研究[D]. 唐煜.西南交通大学 2015
[2]基于小波变换的桥梁断面气动导数识别研究[D]. 钱雪松.长安大学 2011
硕士论文
[1]粒子群算法改进及其应用研究[D]. 秦媛.南京邮电大学 2018
[2]粒子群算法在复杂函数优化中的学习策略及其改进[D]. 王博建.华东交通大学 2018
[3]旧Tacoma桥风振过程及演化机理初探[D]. 张靖.西南交通大学 2018
[4]流线型箱梁断面的颤振后非线性特征研究[D]. 朱进波.西南交通大学 2018
[5]扁平箱梁的颤振临界风速估算[D]. 张辉.长安大学 2018
[6]扁平钢箱梁的颤振性能数值研究及涡振性能试验研究[D]. 张建.西南交通大学 2014
[7]移动平均模型和自回归移动平均模型中变点问题的研究[D]. 李克胜.西南交通大学 2013
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