静三分力系数与颤振稳定性的相关性研究

论文摘要

已有研究不仅用静力三分力系数来判断静力稳定性,还用来判断驰振稳定性、计算抖振力、估算涡激共振的位移幅值,而对静力三分力系数与颤振稳定性之间关系的研究却非常少,本文主要通过对闭口钢箱梁断面、开槽箱梁断面和桁架主梁断面三种典型桥梁断面的节段模型试验数据进行分析,得出静三分力系数与颤振稳定性之间的关系。应用静三分力系数与颤振导数之间的关系,以颤振导数为中介将静三分力系数与颤振驱动机理联系起来,即用静三分力系数计算出来的主梁断面的气动阻尼比来分析颤振稳定性,这样将静三分力系数与颤振稳定性联系起来了。所以在分析节段模型试验测得的静三分力系数与颤振临界风速之间的定量关系后,结合颤振机理来说明这种关系。主梁断面颤振形态不同,其颤振驱动机理也不同,所以在研究静三分力系数与颤振稳定性之间的关系时首先选取同种主梁断面类型颤振形态相同的工况进行对比研究。本文只选取了颤振形态为扭转牵连运动的工况。本文最后在上述三种主梁断面之间进行了对比,得出不同主梁断面之间在相同的颤振驱动机理下静三分力系数与颤振稳定性之间的联系。为了进一步说明本文所总结出来的结论,本文还对几座跨径较大的国外已建成和在建的典型桥梁断面进行了和上述三种断面之间同样的对比。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 桥梁的风荷载与风致振动
• 1.2 桥梁颤振稳定性的判断
• 1.2.1 风洞模型试验方法
• 1.2.2 数值模拟方法
• 1.3 本文研究背景
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 颤振理论基础与颤振机理
• 2.1 颤振理论基础
• 2.1.1 桥梁颤振理论发展
• 2.1.2 颤振导数的测量与识别
• 2.1.3 颤振临界风速
• 2.2 二维两自由度耦合颤振方程
• 2.2.1 解耦扭转振动效应
• 2.2.2 解耦竖向振动效应
• 2.2.3 系统振动阻尼比
• 2.3 桥梁典型断面颤振驱动机理
• 2.4 本章小结
• 第三章 静力三分力系数与动力稳定性的关系
• 3.1 静力三分力系数
• 3.1.1 静三分力系数的定义
• 3.1.2 测定三分力系数的意义
• 3.1.3 静三分力系数的测定方法
• 3.2 静三分力系数与动力稳定性之间的关系
• 3.2.1 静力三分力系数与驰振稳定性之间的关系
• 3.2.2 静力三分力系数与抖振之间的关系
• 3.2.3 静力三分力系数与涡振之间的关系
• 3.3 静三分力系数与颤振稳定性之间的关系
• 3.3.1 静三分力系数与颤振导数之间的关系
• 3.3.2 静三分力系数与颤振稳定性之间的关系
• 3.3.3 本章小结
• 第四章 基于静三分力系数的桥梁典型断面颤振稳定性判断
• 4.1 概述
• 4.2 大跨度桥梁加劲梁的主要形式及抗风性能
• 4.3 闭口钢箱梁断面
• 4.3.1 闭口箱梁主梁断面及基本参数
• 4.3.2 方案二与方案三对比
• 4.4 开槽箱梁断面
• 4.4.1 开槽箱梁断面及基本参数
• 4.4.2 成桥无风障和成桥有风障对比
• 4.5 桁架主梁断面
• 4.5.1 桁架主梁断面及基本参数
• 4.5.2 方案0和方案10对比
• 4.6 不同形式主梁断面之间对比
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 继续研究与建议
• 参考文献
• 致谢