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《大连理工大学》 2007年
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自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力响应研究

黄海新  
【摘要】: 自锚式斜拉—悬吊协作体系桥作为一种新型的桥梁结构形式,具备了传统的斜拉—悬吊协作体系桥的诸多优点,而且由于庞大锚碇的取消,更好的适应了深海软土地基的建设,在不良地质环境条件下具有强劲的竞争力,目前已被工程界所采纳。但从已有的文献看,对这种桥型动力性能的研究颇为少见。本文结合以自锚式斜拉—悬吊协作体系桥为研究主体的交通部西部交通建设科技项目“斜拉—悬索协作体系桥梁的研究”这一科研课题,以拟建的大连港跨海大桥为工程背景,对该新型结构体系的动力特性及地震和抖振响应行为进行了深入的研究,主要工作如下: (1)自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的动力特性主要包括体系的自振频率和主振型,它是该体系桥进行动力响应分析的前提和基础。通过建立空间有限元计算模型,对采用自锚式斜拉—悬吊协作体系的大连港跨海大桥的动力特性进行了分析,并与相同跨径和结构参数的地锚式斜拉—悬吊协作体系桥进行了对比研究,总结了自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力特性的新特点并揭示了其原因。同时,针对主跨主缆易于振动的特点提出了采用斜向交叉拉索的抑振措施并发现其合理的设置位置应与结构体系的动力特性相匹配,就分析实例而言其最优设置位置为主跨0.2875跨度处而不是普通悬索桥的最优设置位置0.25跨度处。此外,还研究了主梁不同的约束方式、辅助墩的设置情况、恒载、加劲梁刚度、主塔刚度等结构参数的变化对自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力特性的影响,就其影响规律作了详细的讨论。 (2)引入精确高效的虚拟激励法,对自锚式斜拉—悬吊协作体系桥在随机地震荷载作用下的地震响应进行了系统的研究。重点考察了P波、SH波和SV波这三种类型地震波作用下考虑多点激励和地震动的空间变化效应以及阻尼的变化对该新型体系内力和位移峰值响应的影响。以大连港跨海大桥为例,基于由规范反应谱生成的当量功率谱密度函数,对比分析了多点一致激励和非一致激励下其地震响应的特点和规律,所得结论为该新型协作体系桥的抗震设计提供了有价值的参考。此外,通过与地锚式斜拉—悬吊协作体系桥的地震响应进行对比,揭示了由于主缆锚固方式的不同造成两种体系地震响应的差异。 (3)基于主梁承受较大的轴压可能使大跨径自锚式斜拉—悬吊协作体系桥的非线性行为更为复杂的考虑,采用人工生成的地震波,对大连港跨海大桥在纵向、竖向和横向地震波作用下进行了线性和非线性地震响应研究,对比分析了线性和非线性条件下主梁、主塔和边墩等主要控制截面的内力和位移响应时程结果,并对其影响规律进行了详细地讨论。由于时域分析采用精细逐步积分格式,使计算结果更加精确。 (4)对前人在ANSYS中进行抖振响应时域分析的方法作了改进,并在此基础上利用ANSYS软件的Matrix27单元具有开放式的特点结合APDL语言进行二次开发获得了一种更为精细化的在ANSYS中进行大跨度桥梁结构抖振响应时域分析的实用方法。继而重点研究了结构几何非线性、侧向气弹效应、气动导纳、自然攻角及缆索上脉动风等因素对自锚式斜拉—悬吊协作体系桥抖振响应的影响。结果表明,以上各因素对该新型体系桥抖振响应结果的精确性具有不容忽视的影响,须认真对待。其中要特别注意的是,缆索上的脉动风引起了主缆的振动并与主梁产生耦合振动,其对自锚式斜拉—悬吊协作体系桥主梁的影响比对普通悬索桥主梁的影响要大。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U441.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈国芳;大跨度桥梁颤抖振分析[D];大连理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 靳欣华,项海帆,陈艾荣;桥梁结构气动导纳研究回顾及其新进展[J];重庆交通学院学报;2003年02期
2 郭咏辉,贺国京;桥梁在多点激振下的非线性响应[J];长沙铁道学院学报;2000年02期
3 江近仁,洪峰;功率谱与反应谱的转换和人造地震波[J];地震工程与工程振动;1984年03期
4 林家浩;随机地震响应功率谱快速算法[J];地震工程与工程振动;1990年04期
5 谢礼立,罗学海;“国际减轻自然灾害十年”和地震工程研究的任务[J];地震工程与工程振动;1990年04期
6 林家浩;非平稳随机地震响应的精确高效算法[J];地震工程与工程振动;1993年01期
7 赵凤新,刘爱文;地震动功率谱与反应谱的转换关系[J];地震工程与工程振动;2001年02期
8 柳春光,焦双健;城市立交桥结构三维地震反应[J];地震工程与工程振动;2001年02期
9 王君杰,周晶;地震动频谱非平稳性对结构非线性反应的影响[J];地震工程与工程振动;1997年02期
10 钟万勰,林家浩,吴志刚,孙东科,张亚辉;大跨度桥梁分析方法的一些进展[J];大连理工大学学报;2000年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 赵岩;桥梁抗震的线性/非线性分析方法研究[D];大连理工大学;2003年
2 刘春城;混凝土自锚式悬索桥三维地震反应研究[D];大连理工大学;2003年
3 张亚辉;复杂结构在多种荷载工况下的屈曲及动力分析[D];大连理工大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 曹建华;结构抗震分析方法的荷载转换及研究[D];大连理工大学;2001年
2 陈艳;中大跨度桥梁抗震设计规范的算法和参数研究[D];大连理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱培风;按两种观点分析抗震防裂砌块建筑的抗震能力[J];四川建筑科学研究;1991年02期
2 钱培风;抗震结构体系的强度变形能力与多道抗震防线问题[J];四川建筑科学研究;1991年04期
3 孙文彬;某高校主楼工程打桩前后的波速对比测试[J];四川建筑科学研究;2001年04期
4 钱培风;水塔的竖向与水平地震力[J];四川建筑科学研究;2002年03期
5 葛军,张新培;钢筋混凝土超长结构无缝设计研究综述[J];四川建筑科学研究;2005年02期
6 贾彬;王汝恒;;风洞试验在我国建筑工程中的应用简介[J];四川建筑科学研究;2006年03期
7 熊曜;王汝恒;佟伟;;高层建筑风荷载研究成果的述评[J];四川建筑科学研究;2007年04期
8 邵长江;钱永久;;非一致激励下李渡长江大桥的地震响应分析[J];四川建筑科学研究;2007年04期
9 郑宇;王月明;吴芳;毛杰;;底部框架—抗震墙结构在平稳随机干扰下的响应[J];四川建筑科学研究;2008年01期
10 白泉;朱浮声;边晶梅;;基于正交小波逆变换的空间相关性风场数值模拟[J];四川建筑科学研究;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 白玉磊;戴建国;欧进萍;;FRP、钢箱梁斜拉桥抖振性能分析与比较[A];2011复合材料桥梁技术研讨会论文集[C];2011年
2 苏成;徐瑞;;大型复杂结构非平稳随机振动时域显式法[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
3 张超;房贞政;;三塔自锚式悬索桥动力特性分析[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
4 张安平;陈国平;;基础平稳随机激励下基于有限测点响应的结构动态响应计算[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
5 江燕瑜;张耀华;;巨型框架悬挂体系阻尼控制设计方法[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
6 李小珍;强士中;;列车~桥梁耦合动力学研究的现状与发展趋势[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
7 李东升;郭杏林;许士斌;李宏男;;随机激励载荷谱识别的计算机模拟与实验[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
8 陈健云;李静;周晶;;高拱坝的非平稳随机地震响应分析[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
9 张栋;季文刚;;大跨度斜拉桥动力特性和抗震性能的研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
10 金学松;温泽峰;张卫华;曾京;周仲荣;刘启跃;;世界铁路发展状况及其关键力学问题[A];工程力学学术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 郭庆勇;非保守系统Fourier卷积型拟变分原理研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 周平;柔体动力学初值问题拟变分原理及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王俊杰;基于ArcGIS Server的震害风险管理系统研究[D];中国海洋大学;2010年
6 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
7 徐瑞;大型复杂结构非平稳随机振动分析方法研究[D];华南理工大学;2010年
8 江德增;斜塔斜拉桥施工与运营过程中的力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
9 刘佩;随机地震作用下结构动力可靠度计算方法研究[D];北京交通大学;2011年
10 孙向东;四塔单索面宽幅脊梁矮塔斜拉桥设计关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨凤莲;配置加强箍筋混凝土短柱力学性能试验研究[D];山东科技大学;2010年
2 王春磊;输送石灰石悬索桥钢索塔抗风性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 刘翔;空心板简支梁桥地震非线性碰撞研究[D];郑州大学;2010年
4 匡霞;CA6120U22D1型客车车架的随机振动和疲劳分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 唐顺勇;高压输电塔风雨振响应分析及风洞试验研究[D];大连理工大学;2010年
6 李冰;悬索管道桥的静动力及抖振分析[D];大连理工大学;2010年
7 万岭;环境激励下的船舶结构模态参数识别研究[D];大连理工大学;2010年
8 赵银庆;基于虚拟激励的车体结构随机疲劳问题研究[D];大连理工大学;2010年
9 包寰宇;上海长江大桥地震响应与抗震分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 叶成杰;空间双向张弦梁结构简谐激振数值分析与试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石志晓,李昕,周晶;损伤检测的经验模态分解法[J];大连理工大学学报;2005年03期
2 黄海新;张哲;石磊;;自锚式斜拉-悬吊协作体系桥动力分析[J];大连理工大学学报;2007年04期
3 张哲;王会利;邱文亮;李斐然;;自锚式斜拉-悬索协作体系桥基于强度的极限跨径分析[J];大连理工大学学报;2008年03期
4 王会利;秦泗凤;张哲;许福友;;自锚式斜拉-悬索协作体系桥非线性分析[J];大连理工大学学报;2010年06期
5 韩大建,邹小江,苏成;大跨度桥梁考虑桥塔风效应的随机风场模拟[J];工程力学;2003年06期
6 王学敏;黄方林;刘建军;;大型桥梁模态参数识别的一种方法[J];工程力学;2007年02期
7 白海峰;李宏男;;大跨越输电塔线体系随机脉动风场模拟研究[J];工程力学;2007年07期
8 张哲;王会利;石磊;秦泗凤;;自锚式斜拉-悬索协作体系桥基础微分方程近似推导[J];工程力学;2008年05期
9 许福友;陈艾荣;张哲;;识别桥梁断面18个颤振导数的梯度下降算法[J];工程力学;2008年06期
10 李璟;韩大建;;本征正交分解法在屋盖结构风场模拟中的应用[J];工程力学;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 李永乐;风—车—桥系统非线性空间耦合振动研究[D];西南交通大学;2003年
2 谭学民;大跨度斜拉桥风致振动时域分析[D];华南理工大学;1999年
3 曾宪武;大跨度桥梁多模态耦合颤抖振及其控制研究[D];华南理工大学;2006年
4 邹小江;斜拉桥风振响应时域分析及静风稳定性研究[D];华南理工大学;2003年
5 徐士代;环境激励下工程结构模态参数识别[D];东南大学;2006年
6 胡晓伦;大跨度斜拉桥颤抖振响应及静风稳定性分析[D];同济大学;2006年
7 王会利;自锚式斜拉—悬索协作体系桥结构性能分析与试验研究[D];大连理工大学;2007年
8 胡亮;基于特征正交分解的桥梁风场随机模拟[D];华中科技大学;2007年
9 朱巍志;自锚式斜拉—悬索协作体系桥合理成桥状态确定与若干问题研究[D];大连理工大学;2009年
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1 艾辉林;悬索桥的三维颤振频域分析及其施工阶段颤振稳定性研究[D];西南交通大学;2003年
2 张凯;自锚式斜拉—悬索协作体系桥地震反应分析[D];大连理工大学;2006年
3 吴宏业;自锚式斜拉—悬索协作体系桥静力性能分析[D];大连理工大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许金华,王向坚;大跨度拱桥在地震行波作用下的响应[J];重庆交通学院学报;1998年02期
2 陈淮;曾庆元;;特大钢桁梁桥振动分析[J];长沙铁道学院学报;1990年04期
3 王前信;伍国騆;李云林;;拱式结构对地震多支点输入的反应[J];地震工程与工程振动;1984年02期
4 江近仁,洪峰;功率谱与反应谱的转换和人造地震波[J];地震工程与工程振动;1984年03期
5 林家浩;随机地震响应的确定性算法[J];地震工程与工程振动;1985年01期
6 胡聿贤,何训;考虑相位谱的人造地震动反应谱拟合[J];地震工程与工程振动;1986年02期
7 林家浩;随机地震响应功率谱快速算法[J];地震工程与工程振动;1990年04期
8 谢礼立,罗学海;“国际减轻自然灾害十年”和地震工程研究的任务[J];地震工程与工程振动;1990年04期
9 霍俊荣,胡聿贤,冯启民;地面运动时程强度包络函数的研究[J];地震工程与工程振动;1991年01期
10 欧进萍,牛荻涛,杜修力;设计用随机地震动的模型及其参数确定[J];地震工程与工程振动;1991年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张亚辉;复杂结构在多种荷载工况下的屈曲及动力分析[D];大连理工大学;1999年
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1 曹建华;结构抗震分析方法的荷载转换及研究[D];大连理工大学;2001年
2 杨咏漪;独塔斜拉桥抖振时变可靠度研究[D];西南交通大学;2003年
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1 孙建梅;叶继红;程文瀼;;多点输入下大跨空间索结构的虚拟激励法[J];振动与冲击;2005年04期
2 李锦灿;;路面不平度作用下汽车动载分析[J];机械;2007年02期
3 章明灿;季俊杰;黄新良;;基于虚拟激励法的大跨空间结构风振系数研究[J];山西建筑;2007年15期
4 张庆良;;基于虚拟激励法的汽车振动系统仿真分析[J];拖拉机与农用运输车;2010年04期
5 吴健,金峰,徐艳杰;多维地震动各方向相关性对拱坝动应力的影响[J];地震工程与工程振动;2005年02期
6 唐怀忠;盛宏玉;;层间隔震结构的随机振动响应分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年04期
7 王连华;彭河星;金怡新;张辉;;基于虚拟激励法的大跨度斜拉拱桥随机响应[J];公路工程;2008年02期
8 钟万勰;张森文;;独树一帜的随机振动算法及对工程科学计算的推动[J];科学中国人;2008年11期
9 吴震宇;袁惠群;;随机载荷下内燃机轴系动力可靠性分析[J];振动.测试与诊断;2010年05期
10 任亚伟;赵俊峰;;基于虚拟激励法的大型幕墙结构的风致响应谱分析[J];山东煤炭科技;2010年06期
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1 孙东科;林家浩;;桥板抖振分析的激励阵优化和带宽缩并[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
2 李立;袁明武;;桥梁连续模型随机抖振分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
3 富明慧;林敬华;刘祚秋;;精细积分法在虚拟激励法中的应用及效率优化[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 周福;倪振华;;CQC快速算法的一种推导[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
5 陈健云;李静;周晶;;高拱坝的非平稳随机地震响应分析[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年
6 韩向科;蒋露;钱若军;;结构风致效应频域分析方法(1)—基本理论[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
7 韩向科;蒋露;钱若军;;结构风致效应频域分析方法(2)—数值算例[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
8 薛素铎;潘云;;地震输入空间变化效应对大跨度结构地震响应的影响[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
9 张亚辉;赵岩;许红;;非参数概率系统随机动力响应分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 赵岩;唐光武;许红;;大跨度桥梁复合随机振动研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
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1 ;苏通长江公路大桥[N];中华建筑报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄海新;自锚式斜拉—悬吊协作体系桥动力响应研究[D];大连理工大学;2007年
2 刘婷婷;柔性结构风振响应及疲劳研究[D];大连理工大学;2012年
3 林敏;基于虚拟激励法的汽车平顺性仿真研究[D];广东工业大学;2011年
4 白瑜光;湍流场中柔性结构的气动分析[D];大连理工大学;2011年
5 申宇;滑模变结构控制中抖振的特性研究与抑制[D];西安电子科技大学;2012年
6 赵岩;桥梁抗震的线性/非线性分析方法研究[D];大连理工大学;2003年
7 王建平;贮仓—贮料—桩—地基空间相互作用系统的动力特性及随机地震响应研究[D];西安建筑科技大学;2006年
8 马存明;流线箱型桥梁断面三维气动导纳研究[D];西南交通大学;2007年
9 朱艳;车桥系统随机振动理论与应用研究[D];西南交通大学;2011年
10 李生勇;自锚式悬索桥结构可靠性研究[D];大连理工大学;2007年
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1 李冰;悬索管道桥的静动力及抖振分析[D];大连理工大学;2010年
2 张晋媛;大跨度斜拉桥线性抖振时域分析[D];西南交通大学;2010年
3 李敏娜;多塔斜拉桥抖振及风载内力分析[D];西南交通大学;2010年
4 陈振;轿车制动引起方向盘抖振分析与控制技术研究[D];吉林大学;2011年
5 王志强;铁路斜拉桥施工阶段抖振分析[D];西南交通大学;2011年
6 彭丹;大跨度悬索桥抖振及风载内力分析[D];西南交通大学;2010年
7 罗棋少;基于三维流场的大跨度连续刚构桥风荷载数值模拟及抖振时域分析[D];中南大学;2010年
8 周芳春;基于虚拟激励法的飞机滑跑谱响应计算[D];南京航空航天大学;2009年
9 陈曦;大跨悬索管道桥抖振分析及控制[D];大连理工大学;2011年
10 孙维;基于虚拟激励法的车辆平顺性分析及优化[D];大连理工大学;2010年
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