基于节段模型测振的悬索桥吊索尾流致振机理研究
发布时间：2021-05-06 11:02
随着悬索桥跨径的不断增大,吊索长度越来越长。悬索桥吊索频率低、阻尼小、质量轻,极易在风荷载、车辆荷载等作用下发生大幅振动,这将缩短吊索的疲劳寿命,从而对整座桥梁的安全性及耐久性产生影响。已有的资料显示,国内外多座悬索桥上发生吊索的大幅风致振动现象,包括丹麦大海带东桥、日本明石海峡大桥以及我国西堠门大桥,且各桥的有效抑振措施不同,这说明引发悬索桥吊索大幅振动的起振机理有多种。本文通过风洞试验和理论分析的方法,针对悬索桥吊索索股之间的尾流致振机理进行研究。全文主要工作如下:（1）制作了双索股表面光滑刚性节段模型（模拟平行钢丝吊索）,进行了多工况的悬索桥吊索二维节段模型测振风洞试验。得到了下游索股发生尾流致振的空间范围。在此基础上,测量了下游索股的运动响应规律,研究了来流风速、阻尼比等对下游索股风致振动的影响规律。结果表明:在X≤5.25、Y≤1.5的空间范围内,下游索股会发生大幅振动,其振动形式包括两种类型:单自由度直线运动和双自由度椭圆运动,其稳定运动频率分别稍大于和小于结构固有频率。风速大小对下游索股的运动规律有明显影响;阻尼比增大可增加起振风速,但对振幅的影响较小。（2）制作了双索股...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 悬索桥的发展历史
1.1.2 吊索风致振动的危害
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双圆柱绕流
1.2.2 输电导线的风致振动研究
1.2.3 悬索桥吊索的风致振动研究
1.3 本文研究的主要内容
第2章 平行钢丝吊索节段模型测振风洞试验
2.1 引言
2.2 测振风洞试验概况
2.3 试验结果与分析
2.3.1 下游圆柱的运动振幅
2.3.2 下游圆柱的运动轨迹
2.3.3 运动时程与频率
2.4 尾流致振参数研究
2.4.1 风速的影响
2.4.2 结构阻尼比的影响
2.5 本章小结
第3章 钢丝绳吊索节段模型测振风洞试验研究
3.1 引言
3.2 风洞试验概况
3.3 试验结果与分析
3.3.1 下游索股的运动振幅
3.3.2 下游索股的运动轨迹
3.3.3 下游索股的运动时程和频率
3.4 尾流致振参数研究
3.4.1 风速的影响
3.4.2 结构阻尼比的影响
3.5 本章小结
第4章 悬索桥吊索尾流致振理论分析
4.1 引言
4.2 下游索股测力风洞试验结果
4.3 尾流致振的响应分析
4.3.1 运动微分方程的建立
4.3.2 尾流致振响应数值计算
4.4 尾流致振机理研究
4.4.1 不同空间位置的气动刚度力及气动阻尼力
4.4.2 不同空间位置的气动力做功分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文)
【参考文献】：
期刊论文
[1]两类悬索桥吊索气动稳定性比较研究[J]. 邓羊晨,李寿英,严杰韬,陈政清. 土木工程学报. 2019(01)
[2]悬索桥吊索非定常气动自激力试验[J]. 李寿英,严杰韬,肖春云,陈政清. 中国公路学报. 2017(11)
[3]抗风缆对人行悬索桥动力特性和静风稳定性的影响[J]. 吴长青,张志田,吴肖波. 桥梁建设. 2017(03)
[4]双分裂导线尾流诱发振荡数值模拟研究[J]. 何小宝,严波,伍川,张博,杨晓辉. 振动与冲击. 2017(04)
[5]大跨度缆索承重桥并列索尾流激振研究[J]. 杜晓庆,蒋本建,代钦,王国砚,孙雅慧. 振动工程学报. 2016(05)
[6]悬索桥双吊索尾流弛振的失稳区间研究[J]. 肖春云,李寿英,陈政清. 中国公路学报. 2016(09)
[7]悬索桥吊杆风致内共振及减振措施初探[J]. 张志田,吴肖波,葛耀君,陈政清. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]大跨度悬索桥吊索减振技术研究与应用[J]. 陈政清,雷旭,华旭刚,李寿英,颜永先,温青,牛华伟. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]基于能量方法的塔周长吊索尾流驰振性能研究[J]. 唐浩俊,李永乐,廖海黎. 中国公路学报. 2014(08)
[10]世界斜拉桥、悬索桥及跨海大桥十大排行榜[J]. 科技导报. 2011(09)
博士论文
[1]大跨度柔性桥梁双索股尾流驰振机理研究[D]. 肖春云.湖南大学 2016
[2]大跨度桥梁柔细构件风（雨）作用及其振动控制研究[D]. 雷旭.湖南大学 2016
[3]拉索损伤对斜拉桥结构性能影响的研究[D]. 赵翔.东南大学 2005
硕士论文
[1]悬索桥吊索尾流致振非线性气动力试验研究[D]. 严杰韬.湖南大学 2017
[2]大跨悬索桥桥塔尾流场影响区内吊索大幅风致振动的数值模拟[D]. 荆芃芃.哈尔滨工业大学 2015
[3]悬索桥缆索系统风致内共振研究[D]. 吴肖波.湖南大学 2015
[4]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]. 胡腾飞.湖南大学 2015
[5]采用气动措施斜拉索表面压力分布试验研究[D]. 宫赛.长安大学 2012
本文编号：3171808
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 悬索桥的发展历史
1.1.2 吊索风致振动的危害
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双圆柱绕流
1.2.2 输电导线的风致振动研究
1.2.3 悬索桥吊索的风致振动研究
1.3 本文研究的主要内容
第2章 平行钢丝吊索节段模型测振风洞试验
2.1 引言
2.2 测振风洞试验概况
2.3 试验结果与分析
2.3.1 下游圆柱的运动振幅
2.3.2 下游圆柱的运动轨迹
2.3.3 运动时程与频率
2.4 尾流致振参数研究
2.4.1 风速的影响
2.4.2 结构阻尼比的影响
2.5 本章小结
第3章 钢丝绳吊索节段模型测振风洞试验研究
3.1 引言
3.2 风洞试验概况
3.3 试验结果与分析
3.3.1 下游索股的运动振幅
3.3.2 下游索股的运动轨迹
3.3.3 下游索股的运动时程和频率
3.4 尾流致振参数研究
3.4.1 风速的影响
3.4.2 结构阻尼比的影响
3.5 本章小结
第4章 悬索桥吊索尾流致振理论分析
4.1 引言
4.2 下游索股测力风洞试验结果
4.3 尾流致振的响应分析
4.3.1 运动微分方程的建立
4.3.2 尾流致振响应数值计算
4.4 尾流致振机理研究
4.4.1 不同空间位置的气动刚度力及气动阻尼力
4.4.2 不同空间位置的气动力做功分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文)
【参考文献】：
期刊论文
[1]两类悬索桥吊索气动稳定性比较研究[J]. 邓羊晨,李寿英,严杰韬,陈政清. 土木工程学报. 2019(01)
[2]悬索桥吊索非定常气动自激力试验[J]. 李寿英,严杰韬,肖春云,陈政清. 中国公路学报. 2017(11)
[3]抗风缆对人行悬索桥动力特性和静风稳定性的影响[J]. 吴长青,张志田,吴肖波. 桥梁建设. 2017(03)
[4]双分裂导线尾流诱发振荡数值模拟研究[J]. 何小宝,严波,伍川,张博,杨晓辉. 振动与冲击. 2017(04)
[5]大跨度缆索承重桥并列索尾流激振研究[J]. 杜晓庆,蒋本建,代钦,王国砚,孙雅慧. 振动工程学报. 2016(05)
[6]悬索桥双吊索尾流弛振的失稳区间研究[J]. 肖春云,李寿英,陈政清. 中国公路学报. 2016(09)
[7]悬索桥吊杆风致内共振及减振措施初探[J]. 张志田,吴肖波,葛耀君,陈政清. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[8]大跨度悬索桥吊索减振技术研究与应用[J]. 陈政清,雷旭,华旭刚,李寿英,颜永先,温青,牛华伟. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]基于能量方法的塔周长吊索尾流驰振性能研究[J]. 唐浩俊,李永乐,廖海黎. 中国公路学报. 2014(08)
[10]世界斜拉桥、悬索桥及跨海大桥十大排行榜[J]. 科技导报. 2011(09)
博士论文
[1]大跨度柔性桥梁双索股尾流驰振机理研究[D]. 肖春云.湖南大学 2016
[2]大跨度桥梁柔细构件风（雨）作用及其振动控制研究[D]. 雷旭.湖南大学 2016
[3]拉索损伤对斜拉桥结构性能影响的研究[D]. 赵翔.东南大学 2005
硕士论文
[1]悬索桥吊索尾流致振非线性气动力试验研究[D]. 严杰韬.湖南大学 2017
[2]大跨悬索桥桥塔尾流场影响区内吊索大幅风致振动的数值模拟[D]. 荆芃芃.哈尔滨工业大学 2015
[3]悬索桥缆索系统风致内共振研究[D]. 吴肖波.湖南大学 2015
[4]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]. 胡腾飞.湖南大学 2015
[5]采用气动措施斜拉索表面压力分布试验研究[D]. 宫赛.长安大学 2012
本文编号：3171808
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