车辆激励下大跨悬索桥梁端位移响应与减振
发布时间：2022-11-03 23:30
我国大跨径悬索桥蓬勃发展的同时,然而悬索桥梁端伸缩装置会遭受不同程度的破坏。由于伸缩装置直接影响到桥梁服役寿命与结构安全,因此对梁端位移响应的成因与减振展开研究有很重要的工程意义。总体而言,本文的主要研究内容包括（1）首先以矮寨大桥为工程背景,在主梁梁端建立监测系统,从2016年3月1日到2017年11月3日测量梁端纵向位移与温度数据。利用统计学,位移功率谱密度函数、小波分析等手段对实测数据进行处理。结果表明汽车荷载、环境激励与温度变化是引起梁端位移响应的主要因素,其中汽车荷载对梁端位移响应的影响占比高达85%以上。（2）利用ANSYS软件建立了1/2车辆与矮寨大桥全桥动力有限元模型。通过求解固有振型与自振频率,分析了矮寨大桥的动力特性。然后采用修正的分离迭代法,求解了车桥作用下悬索桥的梁端位移响应。分析了车速、车辆自振频率、路面粗糙度等工况对主梁梁端纵向位移响应的影响。（3）研究了粘滞阻尼器对梁端位移响应的影响。采用Combin37单元模拟非线性粘滞阻尼器。依据车辆激励下的梁端位移响应,阻尼器耗能情况优化了阻尼参数,并总结了优化设计思路。同时对比中央扣和阻尼器对梁端位移响应的减振,以...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 悬索桥概述
1.1.1 悬索桥的起源与发展
1.1.2 基本受力特性
1.2 研究动机和意义
1.3 研究概况
1.3.1 车—桥耦合振动作用下的梁端位移
1.3.2 温度荷载作用下的梁端位移
1.3.3 主梁梁端位移监测
1.4 本文的主要研究内容
第2章 大跨悬索桥梁端位移监测
2.1 工程概况
2.2 主要监测内容
2.3 梁端纵向位移监测系统简介
2.3.1 传感器介绍
2.3.2 测点布置
2.3.3 数据处理
2.4 矮寨大桥梁端纵向位移监测结果
2.4.1 春季的梁端位移响应
2.4.2 夏季的梁端位移响应
2.4.3 秋季的梁端位移响应
2.4.4 冬季的梁端位移响应
2.4.5 位移10min平均响应
2.5 梁端纵向累加位移及振动次数
2.5.1 纵向累加位移
2.5.2 振动次数
2.6 竖向角位移
2.7 梁端位移响应频谱分析
2.7.1 功率谱分析
2.7.2 小波分析
2.8 车辆激励梁端位移响应分析
2.8.1 车辆激励梁端位移
2.8.2 不同因素激发梁端位移比重
2.9 小结
第3章 大跨悬索桥的梁端位移响应分析
3.1 车辆模型
3.2 有限元模型
3.3 路面平整度的模拟
3.4 动力特性分析
3.5 车桥相互作用
3.5.1 位移协调条件
3.5.2 车辆对桥梁的作用力
3.5.3 车辆驶入桥梁前的初始振动
3.5.4 车桥耦合实现步骤
3.6 梁端位移响应
3.6.1 车速的影响
3.6.2 车辆自振频率的影响
3.6.3 行驶方向的影响
3.6.4 路面平整度的影响
3.6.5 车辆制动的影响
3.6.6 车流的影响
3.7 小结
第4章 粘滞阻尼器对悬索桥梁端位移响应的减振
4.1 粘滞阻尼器
4.1.1 阻尼器力学性能
4.1.2 有限元建模
4.2 车桥耦合动力响应
4.2.1 速度指数的影响
4.2.2 阻尼系数的影响
4.3 滞回曲线
4.4 阻尼器耗能
4.5 响应峰值与累加位移
4.6 阻尼器设计考虑
4.7 阻尼器与中央扣对梁端位移的控制
4.7.1 车速的影响
4.7.2 车辆自振频率的影响
4.7.3 行驶方向的影响
4.8 小结
第5章 中央扣对悬索桥梁端位移的减振
5.1 工程背景
5.2 有限元模型
5.2.1 全桥有限元模型
5.3 特征值分析
5.4 车桥耦合动力响应
5.4.1 中央扣刚度的影响
5.4.2 车速的影响
5.4.3 行驶方向的影响
5.4.4 车流的影响
5.4.5 车辆制动的影响
5.5 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所撰写的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨度悬索桥伸缩缝位移监测数据分析与评估[J]. 刘扬,李杜宇,邓扬. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]中央扣对大跨悬索桥模态特性的影响[J]. 胡腾飞,华旭刚,温青,陈政清. 公路交通科技. 2015(06)
[3]移动车辆荷载作用下大跨径连续梁桥动力响应研究[J]. 王宗林,高庆飞,KOH Chan Ghee,陈闯,郭斌强. 桥梁建设. 2015(02)
[4]苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移的长期监测与分析[J]. 丁幼亮,周凯,王高新,王晓晶,张宇峰. 公路交通科技. 2014(07)
[5]大跨悬索桥伸缩缝状态分析与处理措施[J]. 张宇峰,陈雄飞,张立涛,孙震. 桥梁建设. 2013(05)
[6]悬索桥纵向和竖向耦合自振研究[J]. 彭旺虎,邵旭东. 工程力学. 2012(02)
[7]中央扣对大跨度悬索桥风致抖振响应的影响[J]. 王浩,李爱群. 土木工程学报. 2009(07)
[8]影响大跨悬索桥地震响应的敏感因素[J]. 徐勋,任伟平,强士中. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(11)
[9]大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 中国公路学报. 2006(02)
[10]预应力混凝土箱梁桥的温度场和应力场[J]. 陈衡治,谢旭,张治成,叶贵如,徐兴. 浙江大学学报(工学版). 2005(12)
博士论文
[1]移动车辆荷载作用下梁式桥动力性能设计与评价方法[D]. 高庆飞.哈尔滨工业大学 2015
[2]大跨度悬索桥的温度影响分析[D]. 李苗.中南大学 2013
[3]汽车荷载作用下梁式桥与斜拉桥的动态响应分析[D]. 殷新锋.湖南大学 2010
硕士论文
[1]中央扣对悬索桥动力特性及地震反应的影响[D]. 管荣强.重庆交通大学 2017
[2]大跨度悬索桥振动控制分析[D]. 淳立基.华中科技大学 2016
[3]基于长期健康监测数据的南溪长江大桥伸缩缝状态监测与评估研究[D]. 李杜宇.长沙理工大学 2015
[4]公路斜拉桥车桥耦合振动分析[D]. 柴小鹏.哈尔滨工业大学 2011
[5]大跨度自锚式悬索桥车桥耦合振动数值分析[D]. 王亚堃.长安大学 2008
[6]混凝土自锚式悬索桥的力学性能分析与试验研究[D]. 张洪金.大连理工大学 2004
本文编号：3700827
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 悬索桥概述
1.1.1 悬索桥的起源与发展
1.1.2 基本受力特性
1.2 研究动机和意义
1.3 研究概况
1.3.1 车—桥耦合振动作用下的梁端位移
1.3.2 温度荷载作用下的梁端位移
1.3.3 主梁梁端位移监测
1.4 本文的主要研究内容
第2章 大跨悬索桥梁端位移监测
2.1 工程概况
2.2 主要监测内容
2.3 梁端纵向位移监测系统简介
2.3.1 传感器介绍
2.3.2 测点布置
2.3.3 数据处理
2.4 矮寨大桥梁端纵向位移监测结果
2.4.1 春季的梁端位移响应
2.4.2 夏季的梁端位移响应
2.4.3 秋季的梁端位移响应
2.4.4 冬季的梁端位移响应
2.4.5 位移10min平均响应
2.5 梁端纵向累加位移及振动次数
2.5.1 纵向累加位移
2.5.2 振动次数
2.6 竖向角位移
2.7 梁端位移响应频谱分析
2.7.1 功率谱分析
2.7.2 小波分析
2.8 车辆激励梁端位移响应分析
2.8.1 车辆激励梁端位移
2.8.2 不同因素激发梁端位移比重
2.9 小结
第3章 大跨悬索桥的梁端位移响应分析
3.1 车辆模型
3.2 有限元模型
3.3 路面平整度的模拟
3.4 动力特性分析
3.5 车桥相互作用
3.5.1 位移协调条件
3.5.2 车辆对桥梁的作用力
3.5.3 车辆驶入桥梁前的初始振动
3.5.4 车桥耦合实现步骤
3.6 梁端位移响应
3.6.1 车速的影响
3.6.2 车辆自振频率的影响
3.6.3 行驶方向的影响
3.6.4 路面平整度的影响
3.6.5 车辆制动的影响
3.6.6 车流的影响
3.7 小结
第4章 粘滞阻尼器对悬索桥梁端位移响应的减振
4.1 粘滞阻尼器
4.1.1 阻尼器力学性能
4.1.2 有限元建模
4.2 车桥耦合动力响应
4.2.1 速度指数的影响
4.2.2 阻尼系数的影响
4.3 滞回曲线
4.4 阻尼器耗能
4.5 响应峰值与累加位移
4.6 阻尼器设计考虑
4.7 阻尼器与中央扣对梁端位移的控制
4.7.1 车速的影响
4.7.2 车辆自振频率的影响
4.7.3 行驶方向的影响
4.8 小结
第5章 中央扣对悬索桥梁端位移的减振
5.1 工程背景
5.2 有限元模型
5.2.1 全桥有限元模型
5.3 特征值分析
5.4 车桥耦合动力响应
5.4.1 中央扣刚度的影响
5.4.2 车速的影响
5.4.3 行驶方向的影响
5.4.4 车流的影响
5.4.5 车辆制动的影响
5.5 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所撰写的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨度悬索桥伸缩缝位移监测数据分析与评估[J]. 刘扬,李杜宇,邓扬. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]中央扣对大跨悬索桥模态特性的影响[J]. 胡腾飞,华旭刚,温青,陈政清. 公路交通科技. 2015(06)
[3]移动车辆荷载作用下大跨径连续梁桥动力响应研究[J]. 王宗林,高庆飞,KOH Chan Ghee,陈闯,郭斌强. 桥梁建设. 2015(02)
[4]苏通大桥斜拉桥伸缩缝位移的长期监测与分析[J]. 丁幼亮,周凯,王高新,王晓晶,张宇峰. 公路交通科技. 2014(07)
[5]大跨悬索桥伸缩缝状态分析与处理措施[J]. 张宇峰,陈雄飞,张立涛,孙震. 桥梁建设. 2013(05)
[6]悬索桥纵向和竖向耦合自振研究[J]. 彭旺虎,邵旭东. 工程力学. 2012(02)
[7]中央扣对大跨度悬索桥风致抖振响应的影响[J]. 王浩,李爱群. 土木工程学报. 2009(07)
[8]影响大跨悬索桥地震响应的敏感因素[J]. 徐勋,任伟平,强士中. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(11)
[9]大跨度桥梁模态频率识别中的温度影响研究[J]. 樊可清,倪一清,高赞明. 中国公路学报. 2006(02)
[10]预应力混凝土箱梁桥的温度场和应力场[J]. 陈衡治,谢旭,张治成,叶贵如,徐兴. 浙江大学学报(工学版). 2005(12)
博士论文
[1]移动车辆荷载作用下梁式桥动力性能设计与评价方法[D]. 高庆飞.哈尔滨工业大学 2015
[2]大跨度悬索桥的温度影响分析[D]. 李苗.中南大学 2013
[3]汽车荷载作用下梁式桥与斜拉桥的动态响应分析[D]. 殷新锋.湖南大学 2010
硕士论文
[1]中央扣对悬索桥动力特性及地震反应的影响[D]. 管荣强.重庆交通大学 2017
[2]大跨度悬索桥振动控制分析[D]. 淳立基.华中科技大学 2016
[3]基于长期健康监测数据的南溪长江大桥伸缩缝状态监测与评估研究[D]. 李杜宇.长沙理工大学 2015
[4]公路斜拉桥车桥耦合振动分析[D]. 柴小鹏.哈尔滨工业大学 2011
[5]大跨度自锚式悬索桥车桥耦合振动数值分析[D]. 王亚堃.长安大学 2008
[6]混凝土自锚式悬索桥的力学性能分析与试验研究[D]. 张洪金.大连理工大学 2004
本文编号：3700827
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3700827.html
