大跨度橋梁三維非線性顫振分析.pdf

1、同濟(jì)大學(xué)博士學(xué)位論文大跨度橋梁三維非線性顫振分析姓名：張新軍申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師：項(xiàng)海帆;陳艾榮2000.3.1T h r e e - d i m e n s i o n a l N o n l i n e a r F l u t t e r A n a l y s i so f L o n g - s p a n B r i d g e sA B S T R A C TF l u t t e ri Sa l

2、li m p o r t a n ta e r o d y n a m i ci n s t a b i l i t yp h e n o m e n o n ．1 ti Sa l s oo n e o f t h ek e yf a c t o r s i n w i n d ··r e s i s t a n td e s i g n o fl o n g —s p a nb r i d g e sa n ds

3、u p e rl o n g - s p a nb r i d g e s ．D H e t o t h e d e f i c i e n c y o fc o n v e n t i o n a l f l u t t e r a n a l y t i c a l m e t h o d s ．f u r t h e ri n v e s t i g a t i o no f 3 一Dn o n l i n e a rf l u

4、t t e ra n a l y t i c a la p p r o a c hj nf r e q u e n c y —d o m a i nh a sb e e n c a r r i e d o u t i n t h i s d i s s e r t a t i o n ．T h e r e s e a r c h W O r k i l i a i n l y f o c u s e s o n t h ef o l l

5、 o w i n g a s p e c t s ：F i r s t l y ，b a s e d o nt h e e x i s t e d f l u t t e r a n a l y t i c a l m e t h o d s ，a l l a p p r o a c h o f3 - Dn o n l i n e 甜f l u t t e ra n a l y s i s ；nf r e q u e n c y —d

6、o m a i n i Sd e s c r i b e d h e r e i n ．i nw h i c h t h ee f f e e t so fb o t hs t r u c t u r a l a n d a e r o e l a s t i c f o r c e n o n l i n e a r i t i e s a r e i n c l u d e d ．T h e f o l l o w i n ga s

7、 p e c t s i S i n v o l v e d ：f 1 ) B a s e d O i l t h e C o —r o t a t i o n a l f o r m u l a t i o n ．a(chǎn) n a p p r o a c h o fs t r u c t u r a lg e o m e t r i c a ln o n l i n e a rf i n i t ee l e m e n ta n a l

8、y s i si Sd e v e l o p e d ；r 2 1T h em e t h o do f d e t e r m i n i n g t h ei n i t i a ls h a p e sa n di n t c m a lf o r c e so f c a b l e ．s u s p e n d e db r i d g e su n d e rd e a d 1 0 a d S i S d e s c r

9、i b e d ；( 3 ) B a s e d o n t h e s t r u c t u r a l g e o m e t r i c a l n o n l i n e a r f i n i t ee l e m e n ta n a l y s i sa n d 山em o d e lf o r n o n l i n e a ra e r o s t a t i c l o a d S ．s t r u c t u r

10、 a l n o n l i n e a ra e r o s l a t i c a n a l y t i c a l m e t h o d i s d e v e l o p e d ；( 4 ) A na p p r o a c ho fs t r u c t u r a l d y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c s a n a l y s i s i S d e s c r i b

11、 e d ．i n w h i c ht h em e t h o do fs u b s p a c e i t e r a t i o n i Se m p l o y e d ；( 5 ) B a s e d o n t h em o d e lf o rs e l f - e x c i t e da e r o d y n a m i cf o r c e s 、f i n i t ee l e m e n ta n a l

12、y t i c a l t e c h n i q u e s a n d m o d a l a n a l y t i c a l m e t h o d ，a n a l y t i c a l m e t h o d f o r f l u t t e ra n a l y s i si sd e v e l o p e d ．S e c o n d l y ，w i t h r e f e r e n c e t o s o

13、m eF E M a n a l y t i c a l t e c h n i q u e s ．a(chǎn) n a n a l y t i c a lp r o c e d u r e c a l l e dB S N F A i S d e v e l o p e df o ra n a l y z i n gt h en o n l i n e a rf l u t t e rb e h a v i o ro fl o n g - s

14、p a nb r i d g e s ．N u m e r i c a le x a m p l e s a r ep r e s e n t e dt od e m o n s t r a t et h ea c c u r a c ya n de f f i c i e n c yo f t h e m e t h o d a n dc o m p u t a t i p u a lp r o g r a m ．F i n a l

15、l y ，b yu s i n gB S N F A ，t h e f o l l o w i n g n u m e r i c a la n a l y s i so f b r i d g es t r u c t u r e si s p e r f o r m e d ：( 1 ) B yt a k i n gJ i a n g y i n s u s p e n s i o nb r i d g eo v e rY a n

16、g t z eR i v e rw i t has t r e a m l i n e dd e c ka n d J i n g s h ac a b l e ．s t a y e d b r i d g eo v e r Y a n g * z e R i v e r w i t hab l u f f d e c ka se x a m p l e s ，n o n l i n e a rf l u t t e ra n a l

17、y s i si s p e r f o r m e d ，t h ef l u t t e rm e c h a n i s m so f t h o s ed i f I f e r e n t s e c t i o n s a n dt h er o l eo fn o n l i n e a r i t i e s i n f l u t t e ra n a l y s i sa l ec l a r i f i e d f

18、 2 1A e r o d y n a m i c s t a b i l i t ya n a l y s i so f Y i c h a n gs u s p e n s i o n b r i d g e o v e r Y a n g t z e R i v e r w i t hs y m m e t r i c a la n dn o n —s y m m e t r i c a le r e c t i o ns e q

19、 u e n c ej S p e r f o r m e d ．T h ev a r i a t i o no fs t r u c t u r a l a e r o d y n a m i c s t a b i l i t y d u r i n g e r e c t i o n ，t h e i n f l u e n c e o fv a r i o u s e r e c t i o ns e q u e n c e a