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《基于ansys三塔懸索橋抖振時(shí)域響應(yīng)非線性分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要對(duì)于大跨度纜索承重橋梁而言，隨著橋跨不斷增加，結(jié)構(gòu)剛度大幅下降，使得風(fēng)致振動(dòng)對(duì)其安全性的影響尤為重要。目前，通過(guò)對(duì)橋梁截面進(jìn)行優(yōu)化和提高結(jié)構(gòu)剛度，已經(jīng)基本可以避免大跨橋梁在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)發(fā)生風(fēng)致顫振，然而隨著跨度及橋?qū)挼牟粩嘣黾樱沟脴蛄猴L(fēng)致抖振問(wèn)題變得日益突出，橋梁抖振分析研究也因此成為橋梁風(fēng)工程領(lǐng)域的重要問(wèn)題之一。本文以在建的主跨為2x1080m泰州大橋?yàn)楸尘?，針?duì)該三塔懸索的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用近年來(lái)潤(rùn)揚(yáng)、蘇通等幾座大橋強(qiáng)臺(tái)風(fēng)期間的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)充實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用最d,-乘法擬合了華東風(fēng)譜
2、模型，并據(jù)此模擬了泰州大橋的三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上建立了基于ANSYS的大跨度三塔懸索橋時(shí)域抖振響應(yīng)分析方法，并進(jìn)行泰州大橋抖振響應(yīng)分析，重點(diǎn)分析了其中的關(guān)鍵影響因素并取得了有益的結(jié)論。研究成果可為大跨度三塔懸索橋的抗風(fēng)設(shè)計(jì)及研究提供參考。論文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作：(1)基于ANSYS建立了大橋有限元模型，并采用子空間迭代法分析結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。通過(guò)改變加勁梁恒載集度、主纜矢跨比、中央扣設(shè)置、中塔縱向剛度及土一樁一結(jié)構(gòu)作用、橋塔型式等參數(shù)研究了其對(duì)該橋動(dòng)力特性的影響。研究結(jié)果表明：增加加勁
3、梁的恒載集度并不能改善三塔懸索橋的動(dòng)力性能；矢跨比減小，主梁的側(cè)彎頻率得到增加：中央扣的設(shè)置有利于改善三塔懸索橋的動(dòng)力特性；A形方案橋的動(dòng)力特性優(yōu)于人字形的方案橋；(2)采用非線性最小二乘法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的強(qiáng)(臺(tái))風(fēng)紊流功率譜密度函數(shù)進(jìn)行擬合，獲得一條符合華東沿海地區(qū)風(fēng)特性的擬合譜曲線，分別以擬合譜和規(guī)范譜為目標(biāo)譜，運(yùn)用諧波合成法，基于Matlab軟件編寫了風(fēng)場(chǎng)模擬程序，獲得了泰州大橋橋址區(qū)三維脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)，并從譜密度和相關(guān)性兩方面檢驗(yàn)了風(fēng)場(chǎng)的準(zhǔn)確性。其中針對(duì)橋塔的風(fēng)場(chǎng)模擬，考慮了相位角對(duì)互譜密度矩陣的
4、影響。(3)利用ANSYS進(jìn)行了大跨度橋梁非線性抖振時(shí)域分析，介紹了大跨度橋梁非線性抖振時(shí)域分析中三種不同風(fēng)荷載的分析處理方法。其中包括實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)自激力的時(shí)域化，基于準(zhǔn)定常氣動(dòng)力模型和非線性動(dòng)力學(xué)理論，導(dǎo)出與其等價(jià)的12階單元?dú)鈩?dòng)阻尼矩陣和氣動(dòng)剛度矩陣，在此基礎(chǔ)上將ANSYS中自定義單元Matrix27的剛度或阻尼矩陣描述成風(fēng)速和振動(dòng)頻率的函數(shù)，以模擬橋面單元?dú)鈩?dòng)阻尼矩陣和氣動(dòng)剛度矩陣。(4)采用Matlab和ANSYS進(jìn)行了相應(yīng)的大跨度橋梁非線性時(shí)域抖振響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明：考慮Liepmann
5、氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)的抖振響應(yīng)比不考慮氣動(dòng)導(dǎo)納的計(jì)算結(jié)果要小很多，考慮Davenport氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)的抖振響應(yīng)和不考慮氣動(dòng)導(dǎo)納的計(jì)算結(jié)果比較接近；氣動(dòng)自激力在該風(fēng)速下，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的抖振位移響應(yīng)影響不明顯；主塔風(fēng)荷載對(duì)主梁的振動(dòng)影響不大；主梁的振動(dòng)主要取決于自身脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)的作用；采用規(guī)范譜是偏于安全的，可用于指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)實(shí)踐；隨著空間相關(guān)系數(shù)增加，豎向抖振響應(yīng)RMS變大，側(cè)向與扭轉(zhuǎn)抖振響應(yīng)RMS變小，且紊流空間相關(guān)系數(shù)對(duì)橋梁的抖振響應(yīng)具有重要影響。研究結(jié)果可為大跨度三塔懸索橋的抗風(fēng)設(shè)計(jì)及研究提供參考。關(guān)鍵詞：
6、三塔懸索橋；動(dòng)力特性：風(fēng)場(chǎng)模擬；抖振響應(yīng)：時(shí)域分析ABSTRACTForthelong．spancable．supportedbridge．itsstiffnesswilldistinctlydecreasewiththeincrementofbridgespan．whichmakesthewindinducedvibrationbecomeespeciallyimportantforthestructuralsafety．Atpresent．windinducedfluRerhasbeenbas
7、icallyavoidedinthedesignperiodofbridgethroughoptimizingsectionandincreasingstructuralstiffness．However,withtherapidincreasingofbridgespanandwidthbecamemoreandmorelarger,thewindinducedbuffetingbecomesincreasinglyprominent．whichmakesthestudyonbuffetinga
8、nalysistheorybecomeoneofthekeyproblemsofthebridgewindengineering．TheTaizhouBridgeunderconstructionistakenasthebackgroundinthispaper．Itisatriple-towerdouble．spansuspensionbridgewithl080mmainspan．Consideringthestructuralcharacteristiesoftriple-t
