斜拉橋的模態(tài)躍遷行為及其對渦激振動的影響.pdf

1、材料科學(xué)、制造業(yè)工藝以及施工技術(shù)的進(jìn)步促使斜拉橋結(jié)構(gòu)的跨度越來越大且質(zhì)量越來越輕。這種小阻尼、大柔度、超細(xì)長的復(fù)雜結(jié)構(gòu)在移動車輛、風(fēng)/雨的作用下極易產(chǎn)生復(fù)雜的振動現(xiàn)象。風(fēng)致振動問題已經(jīng)成為橋梁工程中不可忽略的安全因素之一。渦激振動是一種在較低的風(fēng)速作用下發(fā)生的具有自激限幅特性的風(fēng)致振動，易影響斜拉橋通車及行人的舒適性，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)?dǎo)致斜拉橋結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。因此，研究斜拉橋渦激振動響應(yīng)具有重要的意義。
　　由多個構(gòu)件組成并具有

2、整體對稱性或局部對稱性的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜的動力學(xué)行為，如物理參數(shù)微小的差異會引起相鄰兩階模態(tài)發(fā)生互換，即模態(tài)躍遷現(xiàn)象。固有特性對于參數(shù)的敏感性這一特點(diǎn)勢必導(dǎo)致依賴于模態(tài)所求解出的振動響應(yīng)和實(shí)際情況具有顯著的差異。
　　本文研究斜拉橋的模態(tài)躍遷行為及其對渦激振動響應(yīng)的影響，具體內(nèi)容包括：
　?。?）將橋面簡化成梁的模型，采用偏微分方程組分別建立各斜拉索及各梁段的動力學(xué)方程，并建立斜拉橋的邊界條件及子結(jié)構(gòu)間的幾何與力學(xué)相容條件；

3、r>　?。?）建立斜拉橋線性化、無阻尼系統(tǒng)的頻率方程，研究當(dāng)斜拉橋具有整體對稱/局部子結(jié)構(gòu)對稱性情況下物理參數(shù)（斜拉索長度、初始垂度）微小變動對固有頻率及模態(tài)的影響；
　?。?）考慮拉索的邊界條件具有方向性，研究斜拉橋在斜拉索振動過程中有效長度的變化導(dǎo)致模態(tài)躍遷與渦脫激振力聯(lián)合作用下的動力學(xué)行為。
　　本文研究結(jié)果表明：
　?。?）斜拉橋具有非常密集的固有頻率；
　?。?）斜拉橋密集固有頻率曲線偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)伴隨