大跨度悬索桥施工阶段颤抖振响应及颤振机理研究

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现代大跨度桥桥梁颤抖振分析方法已较为成熟,为大跨度桥梁的抗风性能研究提供许多的便利性及参考性。大跨度桥梁在施工阶段由于其约束较少,自振频率较低,结构较柔,结构在自然风作用下的响应更加明显。本文结合某大跨度悬索桥针对不同施工阶段的颤抖振响应及其颤振机理进行了系统的研究对比,找出了不同施工阶段结构在抖振响应及颤振响应的差异性及敏感程度,以期为大跨度悬索桥的施工设计、抗风设计及风响应预测提供一定的参考。研究了依托工程在不同施工阶段的动力特性,利用有限元软件ANSYS模拟了结构在不同施工阶段的动力特性,提取了结构在不同施工阶段的关键振型,并提取了结构在关键振型的等效质量及等效质量惯性矩。介绍了Deodatis谐波合成法的基本理论,并利用该理论编制了三维单自由度的Matlab风场模拟程序,模拟了脉动风速,并验证了模拟结果的正确性。利用不同施工阶段的脉动风速模拟结果,针对大跨度桥梁在不同施工阶段的抖振响应进行了系统的分析,并对不同施工阶段的抖振响应进行了系统的研究及对比,并分析了抖振响应差异性存在的原因。并介绍了大跨度桥梁颤振分析的二维三自由度基本理论,并利用该方法编制了Matlab颤振分析程序,并利用平板颤振导数,分析了桥梁结构在不同施工阶段的颤振性能。最后针对不同施工阶段的颤振机理进行了简要的分析。通过分析得出,要重视大跨度悬索桥不同施工阶段结构在抖振响应及颤振响应,必要时采取措施确保结构安全稳定。
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