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1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文大跨度斜拉橋拉索的振動(dòng)與控制姓名：汪至剛申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：孫炳楠2000.7.1浙江大學(xué)博士學(xué)位論文人跨度斜拉橋拉索的振動(dòng)與控制摘要斜拉橋拉索由于其大柔度、小質(zhì)量及小阻尼的特性，成為一種極易發(fā)生振動(dòng)的構(gòu)件，因此研究大跨度斜拉橋拉索的振動(dòng)與控制是很有意義的。本文針對(duì)斜拉橋拉索的振動(dòng)機(jī)理及控制方法進(jìn)行了研究與分杉b(主要做了以下工作?？偨Y(jié)了各國學(xué)者對(duì)拉索風(fēng)雨振動(dòng)所做的實(shí)驗(yàn)與理論研究，對(duì)拉索風(fēng)雨振動(dòng)中的二次軸向流進(jìn)行分析，認(rèn)為其對(duì)拉索的作用如同機(jī)翼中的低基底射流率的作用。另外對(duì)拉索表面上下雨流的作用提出了擬彎扭雙自由度馳振的思想，建
2、立擬彎扭雙自由度馳振的平衡方程并進(jìn)行了分析。從標(biāo)準(zhǔn)弦線方程出發(fā)，對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)化的力學(xué)模型建立了拉索振動(dòng)微分方程，并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析。然后以此計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，建立了一個(gè)較為精確的拉索參數(shù)振動(dòng)力學(xué)模型，利用Hamilton原理，對(duì)本模型建立振動(dòng)微分方程，在該方程中考慮了由拉索傾斜而導(dǎo)致的初撓度對(duì)拉索振動(dòng)的影響，給出了在有初撓度情況下拉索參數(shù)振動(dòng)的穩(wěn)定區(qū)間。針對(duì)振型迭加法只能對(duì)拉索的一階振型進(jìn)行分析的缺點(diǎn)，又應(yīng)用了差分法與Laplace變換相結(jié)合的方法對(duì)拉索的振動(dòng)進(jìn)行計(jì)算和分析。設(shè)計(jì)了用于控制拉索參數(shù)振動(dòng)的質(zhì)量阻尼器，通過數(shù)值計(jì)算分析，該阻尼器對(duì)拉索的參數(shù)振動(dòng)的控制效果是十分理想
3、的。對(duì)拉索振動(dòng)的控制方法進(jìn)行了總結(jié)和研究，其中包括空氣動(dòng)力學(xué)措施與機(jī)械措施，對(duì)斜拉橋拉索振動(dòng)控制的工程設(shè)計(jì)具有很好的指導(dǎo)意義。對(duì)拉索的被動(dòng)控制用準(zhǔn)最優(yōu)控制的理論進(jìn)行了分析，首先建立了拉索的三維非線性有限元方程，并從該方程出發(fā)建立準(zhǔn)最優(yōu)控制的狀態(tài)方程，從而得到拉索被動(dòng)控制的最優(yōu)阻尼器阻尼系數(shù)，并從阻尼器的安裝位置、拉索的初撓度等參數(shù)分析了阻尼器的作用訇～關(guān)鍵詞：斜拉橋：拉索；振動(dòng)控制；風(fēng)雨振動(dòng)：參數(shù)振動(dòng)；被動(dòng)控制。浙江大學(xué)博士學(xué)位論文太跨度斜拉橋拉索的振動(dòng)與控制ABSTRACTCablesofcable-stayedbridgearemostpronetoexhibito
4、scillations，duetotheirlargeflexibility,smallmassandsmalldamping．Therearestrongreasonstostudythevibrationandvibrationcontrolforthecables9fcable—stayedbridge．nlisthesisfocusesonthefieldofvibrationmechanismandcontr01countermeasuresofthecables．Mainconclusionsareasfollows：Basedontheextensivel
5、ystudyingandanalyzingonthosetheorydrawnbymanyworkshomeandabroad，secondaryaxialflowofcablesurfaceduring‘'rain—windinducedvibration”isconcerned．Theconclusionisthatthewaysecondaryaxialflowactedoncablesisjustaswellasthewaybasebleedcoefficientratedoestoairfoil．Anewideaiscomeupas“quasi-double-
6、degreeoscillation’’toexplaintheactionsoftheupperandnetherwaterrivuletoncablesurface．Andstudyofthoseoscillationbytheequilibriumequationhasestablishedbasedonournewidea．Usingwaveletequationtoanalyzeasimplemechanicmodel，wehavederivedagoverningnonlineardifferentialequation．Numericalmethodisus
7、edtoanalyzeit．Basedonthecalculation，amoreprecisemechanicsmodelforparametricvibrationofthecablesisobtained．UsingHamiltonprincipleandtakingtheinfluenceofsagduetotheinclinedcableintoconsideration，acomplicatevibrationdifferentialequationforthismodelisobtainedfurther．Thecalcul
