收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

悬浮隧道动力响应分析

孙胜男  
【摘要】: 悬浮隧道概念的问世时间虽然短暂,然而由于它在跨越深水域时的明显优势,悬浮隧道现已得到世人的广泛关注。悬浮隧道一般由悬浮在水中的管体组成,由浮力保持在适当的位置上,通过合理的锚固系统如锚索或张力腿锚固在海床上。因此,相对传统隧道而言,悬浮隧道在环境荷载作用下更容易产生振动。 悬浮隧道的振动可以分为整体振动和局部振动。整体振动是指只考虑管体的振动,不考虑锚索的横向振动;局部振动是指单根锚索的振动。本文从悬浮隧道的整体振动和锚索的局部振动两个方面出发,考虑到中国地震的多发性和锚索振动的关键性,对地震作用下悬浮隧道体系的整体动力响应以及参数激励与强迫激励作用下锚索的振动特性进行了研究分析,并对锚索的被动控制进行了初探。主要内容如下: (1)介绍了悬浮隧道的概念、特点、发展历程及结构分析进展。无论怎样的现场条件、施工方法和设计方案,必须解决结构建模和分析方法问题。因此,本文从隧道管体结构、隧道锚固体系、作用荷载、模型试验等方面综述了国内外对悬浮隧道结构分析方面的研究进展,提出了其发展方向和应专门研究的关键技术问题,以供我国进一步开展有关研究和制定相关标准和规范时参考。 (2)悬浮隧道尚未有实际结构物,模型试验不失为研究其受力特性和动力响应的重要手段。为模拟悬浮隧道-水体相互作用的真实情况,利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的大型水下振动台,首次进行了悬浮隧道地震响应的模型试验。根据模型试验的试验现象和数据,分析了悬浮隧道地震时的反应特点,以及悬浮隧道动力反应的影响因素。 (3)在势流理论的基础上,对悬浮隧道进行了地震响应数值分析。为确保数值模型的正确性,首先建立了贴近悬浮隧道地震响应模型试验的数值模型,将计算结果与试验结果进行了对比;然后在验证数值模型正确的基础上,参考国内外拟建悬浮隧道的设计参数,建立了悬浮隧道的数值模型,对悬浮隧道进行了模态分析和地震响应影响因素敏感性分析。 (4)为研究参数激励作用下锚索的动力响应,提出了悬浮隧道锚索-管体耦合非线性参数振动模型,建立了锚索-管体的耦合振动方程,通过伽辽金法和龙格-库塔法分析了悬浮隧道锚索在参数激励作用下出现大幅振动的可能性。鉴于锚索垂度效应的重要性,分别采用两种不同的方式来考虑垂度—求解方便、规律性强的等效弹性模量法和体现锚索垂度效应的抛物线法。 (5)将悬浮隧道锚索简化为受张力的简支梁,建立了锚索的涡激振动方程,研究了流场中锚索的多阶横向涡激振动问题,数值分析表明了锚索高阶涡激非线性振动的重要性。此外,建立了悬浮隧道锚索-管体耦合振动非线性模型,对参数激励进行了比较真实的模拟,考虑了隧道管体的运动对锚索横向振动的影响,并在此条件下探讨了流场中锚索的涡激振动问题。 (6)以锚索和粘弹性阻尼器组成的系统为研究对象,考虑锚索的垂度效应,建立了锚索-粘弹性阻尼器的振动方程,通过伽辽金法得到了系统的振动常微分方程组,然后进行复特征值分析,得到了锚索可能达到的最优阻尼比以及相应的最优阻尼器系数,分析了锚索的倾角和垂度对锚索最优阻尼比的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 易家康;海中悬浮遂道[J];世界科学;1998年01期
2 麦继婷,罗忠贤,关宝树;波流作用下悬浮隧道的涡激动力响应[J];铁道学报;2005年01期
3 项贻强,薛静平;悬浮隧道在国内外的研究[J];中外公路;2002年06期
4 麦继婷,关宝树;琼州海峡悬浮隧道的可行性研究[J];铁道工程学报;2003年04期
5 麦继婷,关宝树;用Morison方程计算分析悬浮隧道所受波浪力初探[J];石家庄铁道学院学报;2003年03期
6 易家康;;挪威峡湾的海中悬浮隧道[J];海洋世界;1997年11期
7 ;国际隧协再次出版《沉管隧道及悬浮隧道》专集[J];现代隧道技术;1997年05期
8 ;中意专家共同探讨水下悬浮隧道问题[J];中国新技术新产品精选;2003年06期
9 兰利敏;水下悬浮隧道——谁将是第一个成功者?[J];现代隧道技术;1997年04期
10 王华;沉管隧道与悬浮隧道(6)[J];现代隧道技术;1994年12期
11 刘俊丽;;阿基米德桥——悬浮水中的交通隧道[J];力学与实践;2007年01期
12 马军庆;;水中悬浮隧道研究现状[J];中国港湾建设;2008年06期
13 麦继婷;关宝树;;悬浮隧道[J];隧道建设;2007年05期
14 麦继婷,罗忠贤,关宝树;流作用下悬浮隧道张力腿的涡激动力响应[J];西南交通大学学报;2004年05期
15 麦继婷;罗忠贤;关宝树;;波流作用下悬浮隧道动态响应的分析估算[J];铁道工程学报;2006年06期
16 麦继婷;杨显成;关宝树;;悬浮隧道在波流作用下的响应分析[J];铁道学报;2008年02期
17 杜凤;王伟峰;;浅谈3ds MAXSCript在悬浮隧道中的应用[J];四川建筑;2008年04期
18 麦继婷,杨显成,关宝树;水流作用下悬浮隧道的响应分析[J];现代隧道技术;2005年04期
19 谢立广;周晓军;杨群;;传递矩阵法在悬浮隧道纵向静力分析中的应用[J];四川建筑;2007年04期
20 杨群;谢立广;;悬浮隧道技术应用前景的探讨[J];四川教育学院学报;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 张文福;陈春磊;计静;刘迎春;;水中悬浮隧道动力特性的仿真分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
2 罗刚;周晓军;;基于APDL的悬浮隧道管段的可靠度分析[A];第二十三届全国水动力学研讨会暨第十届全国水动力学学术会议文集[C];2011年
3 秦银刚;周晓军;;波浪作用下悬浮隧道响应谱分析[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
4 张双寅;;阿基米德原型桥的动力响应[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007年
5 徐万海;曾晓辉;吴应湘;;平台运动对张力腿非线性涡激振动的影响[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 秦银刚;洋流涡激作用下水中悬浮隧道稳定性的关键技术研究[D];西南交通大学;2009年
2 晁春峰;悬浮隧道流固耦合动力响应分析及试验研究[D];浙江大学;2013年
3 麦继婷;波流作用下悬浮隧道的响应研究[D];西南交通大学;2005年
4 孙胜男;悬浮隧道动力响应分析[D];大连理工大学;2008年
5 王广地;波流作用下悬浮隧道结构响应的数值分析及试验研究[D];西南交通大学;2008年
6 罗刚;水中悬浮隧道绕流场特性与锚索疲劳损伤研究[D];西南交通大学;2013年
7 干湧;水下悬浮隧道的空间分析与节段模型试验研究[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪精河;定常流作用下单跨悬浮隧道涡激振动可靠性分析[D];西南交通大学;2010年
2 疏义广;深海悬浮隧道荷载组合及效应分析[D];重庆交通大学;2012年
3 赵佳佳;地震作用下悬浮隧道的动力响应研究[D];合肥工业大学;2013年
4 贺效强;潜浮式倒悬索跨海大桥的结构分析[D];武汉理工大学;2008年
5 谢立广;水中悬浮隧道管段接头的力学行为分析[D];西南交通大学;2007年
6 王变革;水下悬浮隧道锚索的动力响应研究[D];大连理工大学;2007年
7 秦艳辉;潜浮式倒悬索跨海大桥的仿真分析和试验研究[D];武汉理工大学;2009年
8 张可;潜浮式索张桥的设计研究[D];武汉理工大学;2008年
9 刘素云;潜浮式倒悬索桥动力性能试验与理论研究[D];武汉理工大学;2008年
10 张俊清;海洋浮式结构桩基础的抗拔极限承载力分析[D];大连理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 董立万;上海对水中悬浮隧道进行可行性研究[N];中国海洋报;2004年
2 杨爱国;中意合建世界首座阿基米德桥样桥[N];人民日报;2007年
3 杨爱国;首座阿基米德桥样桥模型面世[N];人民日报;2007年
4 刘恕;2003年度中国国际科技合作奖颁奖[N];科技日报;2004年
5 通讯员 何亦星记者 刘慧;千岛湖水下古城将建阿基米德桥[N];浙江日报;2003年
6 本报记者 徐玢;汗洒科研主阵地[N];科技日报;2008年
7 本报记者 李金金;探秘千岛湖水底古城[N];北京科技报;2011年
8 本报记者 朱晨;千岛湖下藏古城 暂且别去唤醒她[N];解放日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978