管線跨越結(jié)構(gòu)動態(tài)分析與振動控制研究.pdf

1、管線跨越結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性和振動控制效果直接影響著管線系統(tǒng)的安全運(yùn)行，它是近代管線跨越結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)課題。影響管線跨越結(jié)構(gòu)可靠性的因素包括載荷作用、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作環(huán)境和工作狀況等。管線跨越的主體結(jié)構(gòu)是跨越管道，典型邊界條件是管土相互作用以及埋地管段的約束，重要承載裝置是纜索，本文將針對以上三個對象展開管線跨越結(jié)構(gòu)的動態(tài)測試分析與振動控制研究。 本文首先考慮了管土相互作用以及埋地管段對懸空管段的影響，分析了懸空管段

2、的振動特性，研究了管土相互作用對懸空管段固有頻率的影響，并得出了估算懸垂管道固有基頻的公式。充分考慮了管土相互作用和支座非線性因素的影響，采用非線性增量有限元方法對懸垂管道跨越結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)進(jìn)行了分析 泵或壓縮機(jī)等動力源在工作過程中對流體間隙性加壓造成流體壓力脈動，使管道內(nèi)的壓力在平均值的上下脈動，本文研究了管道內(nèi)壁在交變壓力作用下的振動特性。 采用有限元法建立的結(jié)構(gòu)計算模型往往需要試驗?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，本文提出

3、了一種試驗?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)修正計算模型的改進(jìn)拉直算法，該方法能夠保證修正后結(jié)構(gòu)模型的矩陣仍然保持帶狀稀松的特點，對結(jié)構(gòu)矩陣帶狀部分進(jìn)行了優(yōu)化，簡化了計算，并通過對修正過程中約束條件的改進(jìn)，使其對權(quán)距陣及迭代修正量的選擇更寬松，應(yīng)用更容易。 對于有限元模型，結(jié)構(gòu)可修改參數(shù)體現(xiàn)在模型的物理參數(shù)之中；本文通過建立門形管線跨越結(jié)構(gòu)的有限元模型并進(jìn)行了靈敏度分析，確定各個結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性變化的影響程度，為真實結(jié)構(gòu)動態(tài)特性調(diào)整提供依據(jù)，

4、減少了試驗狀態(tài)和次數(shù)。 在總結(jié)阻尼減振原理的基礎(chǔ)上，研究了流體激振導(dǎo)致劇烈振動的門形管線跨越結(jié)構(gòu)的阻尼減振技術(shù)，數(shù)值模擬計算結(jié)果表明：合理布置阻尼器可以有效降低結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)水平，增加結(jié)構(gòu)疲勞壽命。 纜索是近代管線跨越的典型承載裝置，針對斜拉索張力的監(jiān)測直接關(guān)系到斜拉管線橋安全運(yùn)營的情況，本文提出了跨越管橋斜拉索張力的振動測試方法，并深入研究了附加質(zhì)量和非線性因素對被測斜拉索動態(tài)特性和索力測試結(jié)果精度的影響，同時給出了振動