大跨径桥梁风致振动实测与研究

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随着科学技术的发展,桥梁的跨径变得越来越大,桥梁结构越来越长、细、柔和弱阻尼是其发展的必然趋势。导致了桥梁结构对风的动力作用越来越敏感,为了保证桥梁结构的安全性和舒适性,为此对桥梁结构的抗风性能进行分析是非常必要的。本文主要是以一座大跨度斜拉桥——厦漳大桥北汊主桥为研究背景,对其进行风致振动抖振分析和风致振动现场实测,并对两者之间的结果进行对比研究。围绕以上研究主题,本文的研究内容主要如下:①、回顾了大跨度桥梁的发展历程,并对其未来的发展趋势做出了展望,然后对桥梁结构的风致振动研究进行了简单的回顾,并介绍了风致振动现场实测的发展以及其必要性。②、介绍了风场模拟的两种方法,分别对线性滤波法和谐波合成法的做了简单的介绍。本文根据AR线性滤波法,利用Matlab编制了合适的模拟程序,并利用该程序模拟了厦漳大桥北汊主桥的脉动风风速场。③、先是介绍了桥梁风致振动的几种类型,然后对其中的大跨度桥抖振的分析方法进行了归纳总结,最后针对桥梁抖振分析,推导了按照准定常理论桥梁抖振力的计算公式,并根据此计算公式,基于模拟的脉动风风速场,并结合风洞试验结果,模拟了主梁上的抖振力时程。④、利用ansys有限元程序,对厦漳大桥北汊主桥进行有限元建模,为了检验模型的正确与否,对该模型进行了动力分析。并把抖振力时程和自激力时程加载到该有限元模型上,进行动力时程分析,求得各个工况下的风致振动响应分析结果。⑤、利用实测系统,对厦漳大桥北汊主桥进行了风致振动现场实测,主要进行的是加速度信号的测量,并根据实测数据分析了其动力特性,得到其各阶频率和阻尼比,除此之外还对其进行了时程分析,并与有限元分析得出的结果进行对比研究。最后对相同平均风,但来流方向不同,引起的抖振响应做了对比研究。⑥、对本位的研究工作做了总结,给出了一些研究中得出的结论,并对接下来的努力方向做出了一些期许。
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