西部山谷的实测风场特性及其对抖振的影响
发布时间：2022-08-11 11:48
随着我国基础建设逐渐向西部覆盖,大量公路桥梁需要跨越西部山谷沟壑地区。此时公路桥梁需要采用高线位大跨度设计方案,进而导致桥梁风敏特性突出。目前,符合我国西部山谷环境的桥梁案例仍比较匮乏,而且规范尚未给出针对山谷大跨度桥梁风荷载计算的建议。因此,有必要对西部山谷风场进行现场观测,以供桥梁抗风设计参考。论文主要研究内容有:1、文中以某山谷为研究对象,根据该地形特征和所用观测仪器,建议了在类似地形建立临时气象站时,需要考虑的因素。并使用远程操作系统,实时调整观测系数,观察天气及仪器状况,进而得到了为期两年的山谷地形实测数据。2、提出了该类地形风场和所用仪器测得的数据的处理方法,并采用matlab编制了相应的程序,进而对实测数据进行了分割、筛选、统计分析、参数拟合和画图处理,获得了该山谷风场的平均风特性（平均风向、设计基准风速、风剖面）和脉动风特性（紊流度、阵风因子、紊流功率谱）。对比发现,实测风场特性与规范规定存在较大偏差。3、以某斜拉桥为研究对象,用板壳模型检验了单主梁模型计算的动力特性。以改进的谐波合成法,生成了三维脉动风场。进行了风洞试验,得到了该桥的气动参数。在此基础上,将实测风场荷...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 桥梁抗风简介
1.1.1 桥梁风毁案例
1.1.2 风致振动理论发展
1.2 本文背景及方向
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究方向
1.3 风场研究现状
1.3.1 风场研究内容
1.3.2 风场研究方法
1.3.3 国内风观测的不足
1.4 本文研究内容及技术路线
第二章 大气边界层风场特性
2.1 气象学知识简介
2.1.1 风的产生原理
2.1.2 大气流体动力学
2.1.3 大气运动
2.2 平均风特性
2.2.1 平均风向
2.2.2 基本风速
2.2.3 风剖面
2.3 脉动风特性参数
2.3.1 紊流度与阵风因子
2.3.2 紊流功率谱
2.4 本章小结
第三章 山谷风场的实测特性
3.1 观测准备
3.1.1 建立临时气象站
3.1.2 观测仪器介绍
3.2 数据处理
3.2.1 风速阈值的设定
3.2.2 数据处理程序的编制
3.3 平均风特性
3.3.1 平均风向
3.3.2 设计基准风速
3.3.3 风剖面
3.4 脉动风特性
3.4.1 紊流度与阵风因子
3.4.2 紊流功率谱
3.5 本章小结
第四章 风场对抖振的影响
4.1 桥梁动力特性介绍
4.1.1 桥梁设计参数
4.1.2 动力特性及有限元模型概况
4.1.3 自振特性
4.2 脉动风的数值模拟
4.2.1 脉动风数值模拟方法
4.2.2 谐波合成法
4.2.3 脉动风样本检验
4.3 抖振响应分析
4.3.1 抖振运动方程
4.3.2 风荷载的处理
4.3.3 抖振响应对比
4.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]山区桥址风场特性研究综述[J]. 许福友,周晶. 防灾减灾工程学报. 2017(03)
[2]考虑桥塔风效应的多塔斜拉桥抖振响应分析[J]. 丁幼亮,胡心一,张志强,宋建永,李万恒,张文明,王玉倩. 工程力学. 2014(10)
[3]西部河谷地区三水河桥址风场特性试验研究[J]. 白桦,李加武,刘健新. 振动与冲击. 2012(14)
[4]紧邻高陡山体桥址区风特性数值模拟研究[J]. 李永乐,胡朋,蔡宪棠,熊文斌,廖海黎. 空气动力学学报. 2011(06)
[5]山区峡谷大跨度桥梁桥址风场试验[J]. 徐洪涛,何勇,廖海黎,马存明,鲜荣. 公路交通科技. 2011(07)
[6]深切峡谷桥址区风场空间分布特性的数值模拟研究[J]. 李永乐,蔡宪棠,唐康,廖海黎. 土木工程学报. 2011(02)
[7]坝陵河大桥桥位风速观测及设计基准风速的计算[J]. 朱乐东,王继全,陈伟,周成,任鹏杰. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2010(04)
[8]深切峡谷区大跨度桥梁的复合风速标准[J]. 李永乐,唐康,蔡宪棠,廖海黎. 西南交通大学学报. 2010(02)
[9]大范围区域复杂地形风场数值模拟研究[J]. 周志勇,肖亮,丁泉顺,姜保宋. 力学季刊. 2010(01)
[10]山区峡谷地带大跨度桥梁风场特性试验[J]. 陈政清,李春光,张志田,廖建宏. 实验流体力学. 2008(03)
博士论文
[1]大跨加劲梁人行悬索桥风致稳定性研究[D]. 管青海.长安大学 2016
[2]空腹式连续刚构桥静动力学特性[D]. 卢斌.长安大学 2014
[3]西部山区风特性参数及大跨度钢桁拱桥抖振响应研究[D]. 唐春平.重庆大学 2014
[4]内陆强风特性的现场实测与模拟[D]. 高亮.长安大学 2012
[5]西部山区谷口处桥位风特性观测与风环境数值模拟研究[D]. 张玥.长安大学 2009
[6]山区风特性参数及钢桁架悬索桥颤振稳定性研究[D]. 胡峰强.同济大学 2006
[7]沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D]. 庞加斌.同济大学 2006
[8]结构驰振理论分析及风振控制[D]. 董锦坤.东北大学 2006
硕士论文
[1]桥塔自立状态风致振动试验研究及TLD控制系统设计[D]. 闫冰.长安大学 2017
[2]基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析[D]. 王兆旦.西南交通大学 2016
[3]分裂导线输电线次档距振荡数值分析[D]. 徐志鹏.重庆大学 2015
[4]基于数值模拟下π型断面气动选型[D]. 屈东洋.长安大学 2015
[5]基于静三分力系数的大跨径桥梁气动稳定性的评价及其应用[D]. 方成.长安大学 2014
[6]典型钝体主梁断面涡激振动特性研究[D]. 王方亮.长安大学 2014
[7]张弛振荡的频率—振幅关系研究[D]. 谢晶晶.浙江师范大学 2012
[8]钢桥塔涡激共振振幅允许值研究[D]. 张波.长安大学 2012
[9]大跨度悬索桥风致振动研究[D]. 熊锐.武汉理工大学 2012
[10]脉动风特性对大跨度桥梁结构抖振响应影响的研究[D]. 胡钢.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3674605
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 桥梁抗风简介
1.1.1 桥梁风毁案例
1.1.2 风致振动理论发展
1.2 本文背景及方向
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究方向
1.3 风场研究现状
1.3.1 风场研究内容
1.3.2 风场研究方法
1.3.3 国内风观测的不足
1.4 本文研究内容及技术路线
第二章 大气边界层风场特性
2.1 气象学知识简介
2.1.1 风的产生原理
2.1.2 大气流体动力学
2.1.3 大气运动
2.2 平均风特性
2.2.1 平均风向
2.2.2 基本风速
2.2.3 风剖面
2.3 脉动风特性参数
2.3.1 紊流度与阵风因子
2.3.2 紊流功率谱
2.4 本章小结
第三章 山谷风场的实测特性
3.1 观测准备
3.1.1 建立临时气象站
3.1.2 观测仪器介绍
3.2 数据处理
3.2.1 风速阈值的设定
3.2.2 数据处理程序的编制
3.3 平均风特性
3.3.1 平均风向
3.3.2 设计基准风速
3.3.3 风剖面
3.4 脉动风特性
3.4.1 紊流度与阵风因子
3.4.2 紊流功率谱
3.5 本章小结
第四章 风场对抖振的影响
4.1 桥梁动力特性介绍
4.1.1 桥梁设计参数
4.1.2 动力特性及有限元模型概况
4.1.3 自振特性
4.2 脉动风的数值模拟
4.2.1 脉动风数值模拟方法
4.2.2 谐波合成法
4.2.3 脉动风样本检验
4.3 抖振响应分析
4.3.1 抖振运动方程
4.3.2 风荷载的处理
4.3.3 抖振响应对比
4.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]山区桥址风场特性研究综述[J]. 许福友,周晶. 防灾减灾工程学报. 2017(03)
[2]考虑桥塔风效应的多塔斜拉桥抖振响应分析[J]. 丁幼亮,胡心一,张志强,宋建永,李万恒,张文明,王玉倩. 工程力学. 2014(10)
[3]西部河谷地区三水河桥址风场特性试验研究[J]. 白桦,李加武,刘健新. 振动与冲击. 2012(14)
[4]紧邻高陡山体桥址区风特性数值模拟研究[J]. 李永乐,胡朋,蔡宪棠,熊文斌,廖海黎. 空气动力学学报. 2011(06)
[5]山区峡谷大跨度桥梁桥址风场试验[J]. 徐洪涛,何勇,廖海黎,马存明,鲜荣. 公路交通科技. 2011(07)
[6]深切峡谷桥址区风场空间分布特性的数值模拟研究[J]. 李永乐,蔡宪棠,唐康,廖海黎. 土木工程学报. 2011(02)
[7]坝陵河大桥桥位风速观测及设计基准风速的计算[J]. 朱乐东,王继全,陈伟,周成,任鹏杰. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2010(04)
[8]深切峡谷区大跨度桥梁的复合风速标准[J]. 李永乐,唐康,蔡宪棠,廖海黎. 西南交通大学学报. 2010(02)
[9]大范围区域复杂地形风场数值模拟研究[J]. 周志勇,肖亮,丁泉顺,姜保宋. 力学季刊. 2010(01)
[10]山区峡谷地带大跨度桥梁风场特性试验[J]. 陈政清,李春光,张志田,廖建宏. 实验流体力学. 2008(03)
博士论文
[1]大跨加劲梁人行悬索桥风致稳定性研究[D]. 管青海.长安大学 2016
[2]空腹式连续刚构桥静动力学特性[D]. 卢斌.长安大学 2014
[3]西部山区风特性参数及大跨度钢桁拱桥抖振响应研究[D]. 唐春平.重庆大学 2014
[4]内陆强风特性的现场实测与模拟[D]. 高亮.长安大学 2012
[5]西部山区谷口处桥位风特性观测与风环境数值模拟研究[D]. 张玥.长安大学 2009
[6]山区风特性参数及钢桁架悬索桥颤振稳定性研究[D]. 胡峰强.同济大学 2006
[7]沿海和山区强风特性的观测分析与风洞模拟研究[D]. 庞加斌.同济大学 2006
[8]结构驰振理论分析及风振控制[D]. 董锦坤.东北大学 2006
硕士论文
[1]桥塔自立状态风致振动试验研究及TLD控制系统设计[D]. 闫冰.长安大学 2017
[2]基于随机虚拟激励法的桥梁风致响应分析[D]. 王兆旦.西南交通大学 2016
[3]分裂导线输电线次档距振荡数值分析[D]. 徐志鹏.重庆大学 2015
[4]基于数值模拟下π型断面气动选型[D]. 屈东洋.长安大学 2015
[5]基于静三分力系数的大跨径桥梁气动稳定性的评价及其应用[D]. 方成.长安大学 2014
[6]典型钝体主梁断面涡激振动特性研究[D]. 王方亮.长安大学 2014
[7]张弛振荡的频率—振幅关系研究[D]. 谢晶晶.浙江师范大学 2012
[8]钢桥塔涡激共振振幅允许值研究[D]. 张波.长安大学 2012
[9]大跨度悬索桥风致振动研究[D]. 熊锐.武汉理工大学 2012
[10]脉动风特性对大跨度桥梁结构抖振响应影响的研究[D]. 胡钢.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3674605
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