收藏本站
《湖南大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

两类大长细比桥梁构件的风振特性研究

刘慕广  
【摘要】: 本文主要研究了桥梁结构中常见的两类大长细比构件的风振特性。一类为大跨拱桥、桁架桥中常见的H型和矩形截面杆件,文中以直立的拱桥吊杆为对象,研究了这两种截面构件在大攻角下的风振特性;另一类为悬索桥、斜拉桥中常见的圆截面索缆结构,文中以无吊杆的两串列主缆为对象,研究了上下游主缆间的气动干扰机理。本文主要进行了以下研究: 1、依据风洞试验和理论分析提出了直立H型杆件的大攻角扭转颤振理论,证明了某大跨度拱桥发生的吊杆风振为扭转颤振,而不是涡激共振。腹板开孔不能提高H型杆件的颤振临界风速,但适度开孔可改善驰振和涡激共振特性。通过16组正交试验研究了高宽比、腹板及翼板开孔率三种截面参数变化下H型截面吊杆的风振特性,应用方差分析理论综合评价了三参数对H型杆件颤振、驰振及涡振特性的影响。合理的改变截面形式,可有效提高颤振、驰振、涡振的起振风速,减小涡振锁定区间和涡振幅值。 2、风洞试验研究表明矩形吊杆具有较大的抗扭转颤振的能力,但存在驰振临界风速较低、涡振振幅较大及涡振锁定区间较宽的问题。为此,提出了矩形杆件内表面敷设阻尼层减振的措施。通过模型试验验证了该减振措施的可行性,并对矩形吊杆敷设阻尼层后的结构阻尼特性进行了数值模拟。 3、应用三自由度强迫振动装置,解决了大攻角下弹性悬挂自由振动时存在的竖向运动失真问题,准确识别了大攻角下的H型和矩形断面杆件气动导数。对比研究表明竖向运动失真导致的气动导数识别误差随攻角增大而增大,从而肯定了强迫振动法用于大攻角气动导数识别的优越性。应用强迫振动装置上的天平测量节段模型的气动力时程曲线,实现了随攻角连续变化三分力系数的测量,并由升力时程曲线推算了多组H型和矩形断面的Strouhal数。这些工作进一步扩大了强迫振动法的应用范围。 4、推导了常见H型和矩形细长杆件的抗风设计公式,以限制杆件的适用长度为原则,提出了抗风设计的建议。 5、结合气弹模型试验和CFD数值模拟技术研究了串列主缆间的气动干扰。试验表明下游缆会发生面外振动强于面内振动的尾流驰振,且间距、风偏角、风攻角及固有频率对尾流驰振的起振风速影响显著。CFD模拟表明雷诺数并不影响下游缆横风向力的变化趋势,实桥与模型对应雷诺数下尾流驰振起振风速的数值计算结果均稍高于模型试验的结果。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U441.3

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张俊;;浅析风作用下桥梁的动态特性[J];科学之友(B版);2006年08期
2 顾明;陆海峰;;膜结构风荷载和风致响应研究进展[J];振动与冲击;2006年03期
3 程兆君;;浅谈桥梁抗风设计[J];商品储运与养护;2008年04期
4 赵润元;;斜拉渡槽风致振动风洞试验研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1987年02期
5 余岭;九江长江大桥三大拱吊杆风致振动试验研究[J];长江科学院院报;1995年03期
6 阎彤野;金虎;;大跨度桥梁风振响应问题的研究[J];市政技术;2006年06期
7 陈龙;蔡晓红;郭陆山;刘秀芬;李巍;;大跨度桥梁的风致振动问题[J];湖北工业大学学报;2008年02期
8 刘维青;陈霄潇;;高层抗风的若干问题[J];中国高新技术企业;2008年23期
9 陈剑;杨星波;;浅议缆索体系桥梁结构风致响应的控制措施[J];甘肃科技;2010年24期
10 武秀根;郑百林;刘曙光;贺鹏飞;;大型冷却塔的风致振动响应数值分析[J];力学季刊;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 葛耀君;项海帆;;大跨度桥梁风致振动控制研究[A];2004全国结构风工程实验技术研讨会论文集[C];2004年
2 周述华;奚绍中;;斜拉桥斜索风致振动模型试验研究[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会论文集(上册)[C];1996年
3 余永生;朱凤荣;梁彬;李长龄;孟宪忠;魏庆鼎;马明;钱基宏;;弹性模型结构风致振动模拟实验研究[A];第十一届全国结构风工程学术会议论文集[C];2004年
4 陈艾荣;项海帆;;大跨悬索桥梁的风致振动控制[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第11届年会论文集[C];1994年
5 全涌;顾明;;典型超高层建筑气动弹性模型的风洞试验研究[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1999年
6 陈龙;蔡晓红;郭陆山;刘秀芬;李巍;;大跨度桥梁的风致振动问题[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
7 邵亚会;赵林;葛耀君;;自锚式悬索桥考虑主缆振型的建模方法及其风振响应[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2007年
8 金志昊;陈璞;;风致振动响应研究[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
9 王健;刘波;陈宏;韩友强;;超高层钢结构的抗风分析综述[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
10 刘瑞霞;;大跨柔性屋盖风致振动的解析方法[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 李婵;项海帆:让风穿过钢铁长虹[N];中国建设报;2003年
2 记者 张茧通讯员 章仙踪;我省与同济大学开展科技合作[N];湖南日报;2008年
3 贾天清;气象“锁定”琼州海峡[N];中国气象报;2003年
4 王春 实习生 李佳;土木防灾:让桥梁大厦更“坚强”[N];科技日报;2004年
5 吴为民 (同济大学);名师出高徒的背后[N];文汇报;2003年
6 葛海峰 洪芬;勇当潮头领跑者[N];人民铁道;2011年
7 记者 杨念明 实习生 涂娟 通讯员 卓家锋 王炜;技术的魅力[N];湖北日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董国朝;钝体绕流及风致振动流固耦合的CFD研究[D];湖南大学;2012年
2 刘慕广;两类大长细比桥梁构件的风振特性研究[D];湖南大学;2009年
3 张鸣祥;大跨度桥梁的风致振动分析与被动控制研究[D];合肥工业大学;2011年
4 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
5 韩艳;桥梁结构复气动导纳函数与抖振精细化研究[D];湖南大学;2008年
6 徐洪涛;山区峡谷风特性参数及大跨度桁梁桥风致振动研究[D];西南交通大学;2009年
7 姜天华;大跨度桥梁风致振动控制研究[D];武汉理工大学;2009年
8 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
9 欧阳克俭;气动力有理函数识别与颤振稳定性的多因素分析[D];湖南大学;2011年
10 骆宁安;大跨度开口主梁斜拉桥的动力模型及风振分析[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵光曦;偏心索风致振动的稳定性分析[D];大连理工大学;2011年
2 熊锐;大跨度悬索桥风致振动研究[D];武汉理工大学;2012年
3 郑宏刚;刘家峡悬索桥风致振动及三维非一致激振抗震分析[D];兰州交通大学;2012年
4 马燕红;脊谷式膜结构风致振动的实验研究[D];浙江大学;2005年
5 靳帮虎;悬索桥静力及风致振动响应分析[D];武汉理工大学;2010年
6 沈丹;拱塔斜拉桥风致振动响应分析研究[D];合肥工业大学;2010年
7 钱雪松;高阻尼橡胶剪切型阻尼器的试验研究[D];长安大学;2005年
8 秦建军;大跨度斜拉桥最大悬臂施工状态抖振响应及控制研究[D];湖南大学;2004年
9 卢小刚;结构风致振动响应分析技术与应用研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 李晓猛;岸边集装箱起重机圆截面杆件风致振动及控制的研究[D];上海海事大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026