斜拉橋拉索系統(tǒng)風致振動的研究.pdf

1、本文對斜拉橋風致振動產(chǎn)生的機理進行了深入地研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面。 1.討論了拉索風致振動的一些重要研究方法和近期的一些研究成果，對有待于進一步研究的問題及發(fā)展前景，做了分析和預測。 2.針對在干燥氣候下穩(wěn)定的拉索，而在風和雨共同作用下將產(chǎn)生大幅振蕩這一現(xiàn)象，運用彈性力學和空氣動力學的知識，建立了拉索與雨線耦合振動的非線性方程組。采用Runge-Kutta法對該方程組進行了數(shù)值計算。得到了系統(tǒng)的時間歷程曲線及幅頻

2、曲線等，對系統(tǒng)的動力學特性及產(chǎn)生機理進行了初步分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拉索的風雨激振主要與風速、風速偏航角、上水線的平衡位置及空氣密度等因素有關(guān)。 3.當橋面的振動頻率與拉索的振動頻率成比例關(guān)系時，拉索也可能產(chǎn)生大幅振動。針對這一現(xiàn)象，建立了索橋耦合振動的非線性方程組。利用數(shù)值計算得到了索橋頻率比在1：1和1：2共振下的拉索與橋面的時間歷程曲線和幅頻曲線等，結(jié)果表明拉索共振幅值的大小主要與索橋頻率比、拉索固有頻率、橋面初始位移，風速大小

3、等因素有關(guān)。 4.采用平均法對索橋耦合系統(tǒng)的1：2共振進行理論分析，并根據(jù)得到的一次近似解，分析了拉索的幅值與頻率比和風速大小之間的關(guān)系，從理論上進一步解釋了索橋耦合共振產(chǎn)生的機理，其結(jié)果與數(shù)值解基本吻合。 5.根據(jù)奇異性理論，對系統(tǒng)的分岔方程進行了分岔行為的分析和討論，得到了多種轉(zhuǎn)遷集和分岔圖，較為全面地了解了索橋耦合系統(tǒng)的分岔特性，建立了系統(tǒng)參數(shù)與拓撲分岔解之間的聯(lián)系，為系統(tǒng)的設(shè)計和分析提供了理論依據(jù)。 通過