千米级县索桥抖振计算影响因素研究
随着中国交通事业的迅速发展和材料科学、结构设计及施工水平的不断提高，一座座超大跨径桥梁相继建成。桥梁结构在向长、细、轻、柔发展的同时势必会引发一系列新的问题。因此有必要对桥梁风致振动问题进行更为深入细致的研究。 在此背景下，本文对抖振分析中的几何非线性、材料非线性、气动自激力和气动导纳这四方面的影响因素进行了深入的研究。本文的主要研究目的是，在时域范围内，对各关键因素对千米级悬索桥抖振振幅的影响进行独立的定性研究。论文主要工作如下： 1.对现有桥梁结构的抖振分析理论进行了综述； 2.在商用有限元软件ANSYS中，按照考虑和不考虑几何非线性的影响分别对千米级悬索桥进行动力瞬态分析。结果表明，在较低风速下，结构位移变形较小，几何非线性几乎不产生影响：随着风速的增加，几何非线性因素开始发挥作用，能够明显减弱结构的抖振响应； 3.按照考虑和不考虑材料非线性的影响分别对千米级悬索桥进行动力瞬态分析。结果表明：对于桥梁结构的抖振分析而言，材料非线性因素不是可以轻易忽略的，只要脉动风场的平均风速够高，桥梁的局部构件是有完全有可能达到屈服极限而发生塑性变形的； 4.按照考虑和不考虑气动自激力的影响分别对千米级悬索桥进行动力瞬态分析。结果表明：气动自激力对抖振响应的影响很大，在脉动风作用下，气动自激力大大减小了主梁各自由度的抖振响应； 5.将考虑气动导纳Sears函数修正和不考虑气动导纳函数修正的顺风向、竖向的脉动风功率谱分别模拟成为具有随机脉动特性的风速时程；按照两组风速时程分别对千米级悬索桥进行动力瞬态分析。结果表明：气动导纳对桥梁抖振响应的影响十分显著，忽略气动导纳修正得到的抖振响应明显大于修正后的抖振响应。
悬索桥;抖振计算;非线性分析;自激力;气动导纳
湖南大学
硕士
桥梁与隧道工程
张志田
2012
中文
U448.25;U441.3
79
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）