發(fā)布時間：2019-06-11 10:11

【摘要】：與雙塔懸索橋相比,多塔懸索橋可以大幅減小主跨跨徑,顯著降低主纜應(yīng)力和錨碇規(guī)模,因而具有優(yōu)越的跨越能力和良好經(jīng)濟(jì)性能,在未來跨海連島等特大跨度橋梁工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。多塔懸索橋剛度降低,對風(fēng)作用的敏感性增強(qiáng),對其進(jìn)行抗風(fēng)穩(wěn)定性研究具有重要理論和工程意義。本文針對馬鞍山大橋全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的顫振形態(tài)演化現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理,主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：(1)介紹了多塔懸索橋的的發(fā)展歷程,回顧橋梁的風(fēng)毀事故及橋梁顫振理論的發(fā)展,詳細(xì)地描述了馬鞍山大橋顫振形態(tài)演化現(xiàn)象。(2)用Fluent軟件模擬風(fēng)洞試驗(yàn)識別潤揚(yáng)大橋懸索橋主梁斷面的顫振導(dǎo)數(shù)并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,用來檢驗(yàn)數(shù)值方法識別顫振導(dǎo)數(shù)的可靠性；用“數(shù)值風(fēng)洞”技術(shù)識別了馬鞍山大橋懸索橋中塔斷面的顫振導(dǎo)數(shù),為顫振頻域和時域計算作準(zhǔn)備。(3)用全模態(tài)顫振頻域算法對僅考慮主梁自激力、僅考慮中塔自激力、僅考慮邊塔自激力和考慮邊中塔自激力四種情況進(jìn)行計算,分析橋塔對多塔懸索橋顫振的影響；對馬鞍山大橋進(jìn)行顫振時域分析,驗(yàn)證顫振頻域計算結(jié)果。(4)運(yùn)用小波變換分析了馬鞍山大橋風(fēng)洞試驗(yàn)信號,計算了試驗(yàn)信號的時變功率譜和瞬時相位差,反映了試驗(yàn)中觀測到的顫振演化現(xiàn)象；對風(fēng)洞試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的兩跨交替扭轉(zhuǎn)振動和顫振演化現(xiàn)象從非線性振動和內(nèi)共振角度作了討論。(5)用分步分析法分析了理想平板的顫振機(jī)理,將得到參數(shù)結(jié)果與復(fù)模態(tài)分析結(jié)果對比以驗(yàn)證分步分析法的正確性；用分步分析法對某矩形截面進(jìn)行顫振機(jī)理分析,闡釋了分支跳轉(zhuǎn)現(xiàn)象：用分步分析法對馬鞍山大橋主梁斷面進(jìn)行顫振機(jī)理分析,同樣發(fā)現(xiàn)分支跳轉(zhuǎn),說明顫振形態(tài)演化與分支跳轉(zhuǎn)的聯(lián)系。
[Abstract]:Compared with the two-tower suspension bridge, the multi-tower suspension bridge can greatly reduce the span of the main span, significantly reduce the stress of the main cable and the scale of the Anchorage, so it has superior span ability and good economic performance. It has a wide range of application prospects in the future cross-island and other large-span bridge engineering. The stiffness of multi-tower suspension bridge is reduced and the sensitivity to wind action is enhanced. It is of great theoretical and engineering significance to study the wind stability of multi-tower suspension bridge. In this paper, according to the mechanism of flutter morphology evolution found in the Aeroelastic model wind tunnel test of Ma'anshan Bridge, the main work is as follows: (1) the development course of multi-tower suspension bridge is introduced. Reviewing the wind damage accident of bridge and the development of bridge flutter theory, The flutter morphology evolution of Maanshan Bridge is described in detail. (2) the flutter derivative of the main beam section of Runyang Bridge is identified by wind tunnel test simulated by Fluent software and compared with the test results. It is used to test the reliability of numerical method to identify flutter derivative. The flutter derivative of tower section in Maanshan Bridge suspension bridge is identified by "numerical wind tunnel" technique, which prepares for the calculation of flutter frequency domain and time domain. (3) the full mode flutter frequency domain algorithm is used to consider only the self-excitation force of the main beam and only the self-excitation force of the middle tower. Only the self-excitation force of the side tower and the self-excitation force of the middle tower are considered to calculate, and the influence of the bridge tower on the flutter of the multi-tower suspension bridge is analyzed. The flutter time domain analysis of Ma'anshan Bridge is carried out to verify the results of flutter frequency domain calculation. (4) the wind tunnel test signal of Ma'anshan Bridge is analyzed by wavelet transform, and the time-varying power spectrum and instantaneous phase difference of the test signal are calculated. It reflects the flutter evolution observed in the experiment. The two-span alternating torsional vibration and flutter evolution found in wind tunnel test are discussed from the point of view of nonlinear vibration and internal resonance. (5) the flutter mechanism of ideal plate is analyzed by step-by-step analysis. The results of parameter analysis are compared with those of complex modal analysis to verify the correctness of step-by-step analysis. The flutter mechanism of a rectangular section is analyzed by step-by-step analysis method, and the phenomenon of branch jump is explained. The flutter mechanism of the main beam section of Ma'anshan Bridge is analyzed by step-by-step analysis method, and the branch jump is also found. The relationship between flutter morphology evolution and branch jump is explained.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.3;U448.25

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本文編號：2497107