橋梁主梁渦激振動理論預(yù)測模型研究.pdf

1、大跨度橋梁具有結(jié)構(gòu)柔、質(zhì)量輕、阻尼比低的特點,對風(fēng)的作用十分敏感。
　　 渦激振動是大跨度橋梁在低風(fēng)速下很容易出現(xiàn)的一種風(fēng)致振動現(xiàn)象。它發(fā)生的風(fēng)速低、頻率高,有可能導(dǎo)致桿件裂紋和構(gòu)件疲勞破壞,影響行車安全性和舒適度。在國內(nèi)外多座橋梁上均發(fā)生了渦激振動現(xiàn)象,渦激振動已成為大跨度橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計的關(guān)鍵問題之一。目前渦激振研究主要采用理論解析模型、風(fēng)洞試驗和數(shù)值模擬方法。
　　 本文主要針對主梁的渦激振動理論預(yù)測模型進行研究。

2、主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.回顧總結(jié)了大跨度橋梁渦激振動研究現(xiàn)狀和渦激振動研究的主要方法。
　　 2.介紹了漩渦的形成、發(fā)展和脫落以及部分橋梁主梁渦激振動理論解析模型,采用P.D'Asdia& S.Noe*渦激力模型,編寫了相應(yīng)的渦激振動二維時域分析程序,計算了不同阻尼比的彈性懸掛圓柱體渦激振動響應(yīng)。并采用該方法計算了寬高比為5的矩形斷面和大帶東橋主橋主梁渦激振動響應(yīng)曲線,計算結(jié)果與試驗結(jié)果和已有文獻結(jié)果吻合良好。

3、r>　　 3.介紹了近地風(fēng)特性和湍流對渦激振動的影響,將脈動風(fēng)的影響引入渦激振動解析模型,建立了脈動風(fēng)場下的P.D'Asdia& S.Noe*渦激力模型,并用此模型求解正弦脈動風(fēng)作用下的彈性懸掛圓柱體渦激振動響應(yīng),研究了不同湍流度下的彈性懸掛圓柱體的渦激振動響應(yīng),計算結(jié)果表明:正弦脈動風(fēng)場下,渦激振動起振風(fēng)速比均勻流偏高,鎖定區(qū)間寬度比均勻流場下要窄,渦振振幅隨著湍流度的增大而減小。
　　 4.介紹了大氣邊界層的主要研究方法和

4、脈動風(fēng)譜的數(shù)值模擬,將采用諧波合成法模擬的水平向和豎向的脈動風(fēng)時程代入脈動風(fēng)場作用下的P.D'Asdia& S.Noe*渦激力模型,研究了隨機脈動風(fēng)場作用下的圓柱體渦激振動響應(yīng),計算結(jié)果表明:在低湍流度下有渦激振動現(xiàn)象,湍流度的增大以后沒有明顯的渦激振動現(xiàn)象。
　　 5.以京包高速上地斜拉橋為實例,采用P.D'Asdia& S.Noe*渦激力模型計算了不同阻尼比條件下的斜拉索渦激振動響應(yīng),并通過斜拉索節(jié)段模型風(fēng)洞試驗研究了不同阻