两跨不对称悬索桥动力特性分析与减振控制研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jingjing17_
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国基础设施建设向山区和海湾发展,悬索桥以其跨越能力、造型优美等特有优势得到了桥梁工作者的青睐,而有时为了满足环境协调性和适应桥址处特殊的地质条件,设计了一些不对称悬索桥,不对称悬索桥的力学特性与常规悬索桥必定存在差异,为了探讨此类悬索桥的动力特性,本文以两跨不对称悬索桥为背景,提出了适合两跨不对称悬索桥自振特性的计算方法和减振技术。本文主要进行了以下几个方面的研究:
  (1)基于古典解析法的悬索桥自由振动微分方程和能量原理的Rayleigh-Ritz法推导了两跨不对称悬索桥的一阶正对称、一阶反对称竖弯自振基频估算公式和一阶正对称、一阶反对称扭转自振基频估算公式,计入边缆和主塔刚度的影响,修正了一阶竖弯自振基频估算公式,得到了边缆和主塔刚度的影响系数?的表达式。
  (2)以跨径布置为590m+180m的某实桥为实际工程背景,建立了有限元计算模型,分析了两跨不对称悬索桥的自振特性,并验证了上述推导公式的准确性,发现一阶竖弯和扭转自振基频的有限元计算结果和文中公式解误差较小,满足设计时的精度要求,计入了主塔刚度的修正公式的误差可进一步减小;同时,选取了主缆矢跨比、跨径不对称参数、加劲梁抗弯刚度、主塔抗弯刚度、主缆及吊杆刚度等关键结构参数展开了两跨不对称悬索桥动力特性的敏感性分析。
  (3)根据桥例的自振特性,综合已有的悬索桥减振控制技术,提出了适合两跨不对称悬索桥的减振控制措施,基于功效系数法,优化评估了粘滞阻尼器的参数情况,结合该桥实际情况确定了最优参数和合理布置形式,并对其减振效果做出了评价,发现设置阻尼器后结构的塔顶位移、梁端位移、塔底弯矩和塔底剪力大约减小了47.4%、50.1%、54.6%和45.3%。
其他文献
拉索是桥梁结构的重要传力构件,拉索的健康状况关乎索系桥梁结构的运营安全。为寻求一种比人工巡检更准确,比接触式传感器更简便和经济的拉索健康监测方式,本文依托导师主持的国家自然科学基金面上项目“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁变形及结构状态演绎方法探索(51778094)”,开展了基于视频数据的拉索损伤识别方法研究。主要研究内容如下:  1.探索了基于视频数据获取拉索振动位移时程信号的转化方法。考虑结构
学位
受到岩溶地区复杂地质构造的影响,在隧道施工时,往往会发生突水涌泥等工程事故,这些事故的发生严重制约着岩溶地区隧道的安全快速施工。因此,有必要对溶洞的发育特征和规律进行研究,找到不同突水模式下岩溶隧道围岩稳定性的评估方法,建立一套有效、经济、合理的隧道穿越岩溶地区综合防治方案,解决隧道穿越岩溶时突水涌泥灾害的防治问题,对岩溶地区隧道施工具有重要技术价值。  本文以红崖山隧道为依托工程,通过对宜万铁路
学位
当前,我国将加大力度完善综合运输大通道的建设,加强建设沿江沿海沿边、进藏离疆、中西部地区战略骨干通道。我国高速公路建设是源于改革开放初期我国国民经济的快速发展,历经了稳定发展、加快发展、跨越式发展、全面规范和高质量发展等阶段,才取得了如今举世瞩目的成就。截至二〇二〇年底,高速公路总里程已经超过15.5万公里。尽管总里程相当可观,但是地区发展不均衡。目前中西部地区的高速公路建设正如火如荼,作为高速公
学位
当前我国城市轨道交通运营里程已超过7545公里,作为公共交通类型之一的轨道交通,其在缓解城市出行压力、实现节能减排中的重要性和作用日益提升。但轨道交通尤其是地铁存在着建设成本高的问题,针对城市轨道交通隧道的支护结构开展优化研究,对于减小建设成本具有重要的工程意义。  在破碎硬岩条件下,本文主要针对轨道交通区间隧道开展了拉锚支护结构取代传统支护结构的研究。拉锚支护结构使用刚度较小的钢带取代钢拱架来进
开展经济、实用、方便快捷的过桥车辆荷载识别对桥梁结构健康监测具有重要意义。本文在导师承担的国家自然科学基金项目“基于桥面形态变化的桥梁安全状态监测方法与预警理论研究(51708068)”和“基于影像轮廓线叠差分析获取桥梁全息变形及结构状态演绎方法探索(51778094)”资助下,利用全国桥梁上安装的交通监视摄像头,开展了基于交通流监控影像的桥梁荷载识别与等效估算方法研究,主要内容如下:  (1)开
学位
近年来,城市交通量不断增长,城市交线路不断拓宽原有路桥并建设新线路。其中必然出现新线路与既有线路交叉、并线,而新建桥梁施工可能会对邻近既有桥梁的结构安全产生影响。本文从桥梁下部结构桩基施工入手,重点研究钻孔灌注桩在冲击成孔过程对邻近桥梁桩基的动力影响。  本文依托某峡口立交施工项目,通过数值模拟和理论分析的方式,从单一均质土体到实际工程中多孔冲击等方面,展开了钻孔过程中冲击成孔对邻近桥梁桩基的应力
学位
浇筑式沥青高温摊铺施工时引起钢箱梁结构产生具有时空特征的摊铺温度场,在荷载耦合作用下钢箱梁不仅发生变形引起附加应力、变形特征以及受力情况复杂,甚至可能降低桥梁结构安全,且目前工程设计与施工时并未对此种效应引起重视。本文从钢桥面日照温度场研究开始,探究了摊铺温度施工时摊铺温度场分布,以温度场为出发点,揭示了摊铺温度对钢箱梁的影响以及对佩列沙茨大桥的温度效应规律与特征。  首先,基于热传导理论推导了温
目前,我国处于经济高速发展阶段,随着桥梁建造数量越来越多,施工过程中的安全风险事故也越来越频繁,造成了严重的社会影响。加强施工风险评估与风险控制迫在眉睫。大跨径悬浇拱桥具有良好的经济效益和社会效益,但在我国应用较少,施工过程中存在较大风险。本文基于已有的施工风险分析理论和方法,以悬浇拱桥施工过程为研究对象,围绕以下几个方面开展研究:  首先,明确了风险的基本概念,借鉴相关领域风险分析的方法,确定桥
七芯钢绞线是预应力桥梁结构的关键组成部分,但实际环境钢绞线张力水平不可避免地会随着服役时间推移而下降。桥梁预应力损失将会导致桥体出现跨中下挠及腹板开裂等病害,危及交通运输公共安全。接触声非线性理论可以建立超声特征与结构界面力学状态的数学关系,具有用于钢绞线张力测量的潜力。  本文采用理论分析、有限元仿真与试验研究相结合的方法,重点研究非线性超声导波在不同应力钢绞线中的波场规律这一关键问题。根据接触
超高性能混凝土(UHPC)铺装正交异性钢桥面体系可望明显增加桥面刚度,进而克服钢桥面结构疲劳开裂、沥青铺装损坏的隐患,但桥面栓钉焊接不免会引起钢桥面的焊接疲劳,带来极大焊接工作量的同时,也给后期桥面铺装的更换带来了困难。本文依托导师团队承担的国家自然科学基金青年基金项目“考虑界面疲劳损伤的UHPC加固混凝土桥梁结构力学行为研究”(52008066),结合界面性能试验和数值分析,研究了多种结合界面对