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《天津大学》 2007年
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斜拉索风雨激振理论研究

孙黎军  
【摘要】: 斜拉索是斜拉桥的一个重要组成部分,它传递着斜拉桥桥跨结构几乎全部的恒载和活荷载,展示了斜拉桥独具的艺术特色和工程特点。由于斜拉索质量、刚度和阻尼都很小,随着斜拉桥跨度的增大,拉索振动问题的影响日益显著。在各种振动情况中,尤以风雨激振的起振条件容易满足,且振幅极大,对桥梁的危害最为严重。因而斜拉索风雨激振问题已成为桥梁工程和风工程界研究人员关注的热点之一。 风雨激振是指在风雨共同作用下,斜拉索发生的大幅振动。由于风雨激振发生的条件与多个参数有关,所以风雨激振的理论研究进展缓慢。本文进行了如下研究: (1)本文在拉索结构风雨振的动力学模型基础上,应用非线性动力学理论分析索结构风雨激振机理。考虑了拉索-水线之间的磨擦作用对系统振动响应的影响,应用Lagrange理论建立非保守拉索系统的运动方程组。 (2)利用Nayfeh关于规范形解耦的思想,对系统振动方程组进行解耦。所用方法可很好的研究同时具有平方、立方项、高阶非线性项的系统,可用于研究存在较大垂度的索结构的风振。 (3)采用多尺度法对系统的1:2内共振进行理论分析,并根据得到的一次近似解,分析了拉索的振幅和阻尼比大小之间的关系,从理论上进一步解释了阻尼比对系统振动响应的影响,其结果与数值解基本吻合。 (4)利用Mathematica程序,计算了多个参数的相平面图,在参数取值范围内定量的研究参数变化对系统振动响应的影响。结果发现,阻尼比、密度比、频率比、水线平衡位置等是影响拉索水线系统振动响应的重要参数。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O322

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