大跨度桥梁非线性抖振及其对抗风稳定性影响的研究

大跨度桥梁非线性抖振及其对抗风稳定性影响的研究PDF电子书下载

交通运输

作者：张志田
出版社：上海：同济大学出版社
出版年份：2004
ISBN：
页数：104 页

图书介绍：查看图书目录点击购买PDF全本电子书上一篇：上汽大众车系电路图下一篇：公交专用道信号优先控制理论研究 《大跨度桥梁非线性抖振及其对抗风稳定性影响的研究》目录 标签：非线性跨度稳定性桥梁对抗

第一章概述1

1.1 颤振失稳1

1.1.1 古典耦合颤振1

1.1.2 分离流颤振2

1.1.3 三维颤振分析3

1.2 驰振3

1.3 静风失稳4

1.4 随机抖振4

1.5 涡激振动6

1.6 主要研究目的与内容7

第二章气动刚度与气动阻尼确定8

2.1 非定常模型8

2.2 准定常模型10

2.3 气动刚度计算11

2.4 气动阻尼计算16

2.5 本章小结18

第三章线性抖振频域分析19

3.1 现有分析方法19

3.2 基于气动新模型的分析方法20

3.3 抖振频域分析数值比较23

3.3.1 东海大桥抖振响应计算23

3.3.2 西堠门大桥抖振响应计算26

3.4 本章小结30

第四章非线性抖振时域分析31

4.1 时域抖振分析基本方程31

4.2 脉动风功率谱密度31

4.3 风谱模拟的谐波合成法32

4.4 抖振时域分析数值比较36

4.5 抖振响应影响因素的探讨40

4.5.1 几何非线性影响40

4.5.2 静风预张力影响41

4.6 本章小结44

第五章风致动力稳定分析45

5.1 自激力时域表达45

5.2 非线性有限元程序验证48

5.3 非线性颤振时域分析数值比较49

5.3.1 东海大桥颤振分析49

5.3.2 西堠门大桥颤振分析52

5.4 本章小结54

第六章风致静力稳定性分析55

6.1 现有静风稳定分析方法55

6.2 不计抖振影响的静风稳定56

6.3 考虑抖振影响的时域分析59

6.4 基于振型叠加的静风稳定频域分析59

6.5 西堠门大桥静风稳定分析61

6.5.1 ANSYS计算61

6.5.2 动力有限元计算62

6.5.3 基于模态叠加的计算64

6.6 东海大桥静风稳定分析65

6.6.1 ANSYS计算65

6.6.2 动力有限元计算67

6.6.3 基于模态叠加的计算68

6.7 抖振响应对静力失稳的影响69

6.8 材料非线性的影响71

6.9 静风失稳机理的探讨72

6.10 本章小结73

第七章结论与展望74

7.1 主要研究工作74

7.2 主要研究结论74

7.3 今后研究展望74

参考文献76

附录 PBRW程序类文件使用说明81

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摘要：本文针对大跨度桥梁非线性抖振及其对抗风稳定性影响进行了深入研究，通过分析大跨度桥梁非线性抖振的机理，探讨了其对桥梁稳定性的影响，并提出了相应的对抗措施。本文旨在为大跨度桥梁的设计与施工提供理论依据和实践指导。

1、大跨度桥梁非线性抖振机理

大跨度桥梁在风荷载作用下，容易发生非线性抖振现象。非线性抖振是指桥梁在风荷载作用下，由于结构非线性特性，导致桥梁振动幅值和频率随时间变化而出现非周期性波动。本文通过对大跨度桥梁非线性抖振机理的分析，揭示了其产生的原因和影响因素。

首先，大跨度桥梁的几何非线性是导致非线性抖振的主要原因之一。当桥梁结构发生较大变形时，其几何形状和尺寸将发生变化，从而影响桥梁的振动特性。其次，材料非线性也是导致非线性抖振的重要因素。在风荷载作用下，桥梁材料可能发生屈服、损伤等非线性现象，进一步加剧桥梁的振动。此外，施工误差、环境因素等也会对非线性抖振产生影响。

针对大跨度桥梁非线性抖振机理的研究，有助于揭示其产生的原因和影响因素，为后续的对抗措施提供理论依据。

2、非线性抖振对桥梁稳定性的影响

非线性抖振对大跨度桥梁的稳定性具有显著影响。当桥梁发生非线性抖振时，其振动幅值和频率将随时间变化，可能导致桥梁结构疲劳损伤、甚至破坏。本文从以下几个方面分析了非线性抖振对桥梁稳定性的影响。

首先，非线性抖振会导致桥梁结构疲劳损伤。在长期风荷载作用下，桥梁结构将承受较大的振动应力，容易引发疲劳裂纹，进而导致结构破坏。其次，非线性抖振会影响桥梁的承载能力。当桥梁发生非线性抖振时，其振动幅值和频率的变化可能导致桥梁的承载能力下降。最后，非线性抖振还会影响桥梁的耐久性。长期非线性抖振可能导致桥梁结构出现裂缝、变形等问题，降低桥梁的使用寿命。

因此，研究非线性抖振对桥梁稳定性的影响，对于保障桥梁安全具有重要意义。

3、对抗非线性抖振的措施

针对大跨度桥梁非线性抖振问题，本文提出了以下对抗措施：

首先，优化桥梁结构设计。通过优化桥梁结构形式、材料选择等，提高桥梁结构的抗风性能，降低非线性抖振的发生概率。其次，采用主动控制技术。通过安装主动控制装置，实时监测桥梁振动状态，并根据监测结果调整控制策略，实现对非线性抖振的有效抑制。最后，加强施工质量控制。严格控制施工过程中的误差，确保桥梁结构的精度，降低非线性抖振的发生。

这些对抗措施有助于提高大跨度桥梁的稳定性，保障桥梁安全运行。