端部激励相位差对斜拉索响应特性影响研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wujuan0902
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
斜拉索非线性振动问题是当前重点研究课题之一。研究表明拉索各模态间以及各向激励间存在不同的初始相位,且对激励频率以及斜拉索非线性振动特性存在显著影响。目前,对考虑斜拉索激励相位差的研究尚处于起步阶段,多限于对某一组特定参数进行分析。本文主要采用理论分析、参数分析以及对比归纳相结合的方法研究了端部激励相位差对斜拉索响应幅值的影响,主体内容如下:
  (1)建立了斜拉索两端受三向激励时的非线性振动理论模型,并考虑激励的初始相位。利用Galerkin进行离散得到一般化的斜拉索无量纲离散控制方程。在此基础上,对方程进行退化研究拉索自由振动特性,着重分析垂度与抗弯刚度对各阶模态固有频率的影响特性。研究表明:拉索垂度仅对低阶奇数模态基频存在影响;另外,在考虑斜拉索抗弯刚度对基频的影响时,当模态阶数为奇数低阶模态时,拉索垂跨比越大,垂度对基频的影响越明显,此时抗弯刚度较小对基频的影响可忽略不计;然而随着模态阶数的增大,垂跨比减小,抗弯刚度对基频的影响将不可忽视。
  (2)采用多尺度法研究了在水平向激励组合(Ua+Ub)与水平-竖向激励组合(Ua+Wb)作用下,激励幅值、频率和初始相位对斜拉索1阶振幅的影响。研究表明:主共振区内,当激励频率Ω大于面外1阶固有频率ω2时,在非线性参数耦合作用下,面内激励可大幅激发拉索面外1阶振动;由于斜拉索在重力垂度效应下,面外1阶固有频率ω2将稍小于面内1阶固有频率ω1,此时面外1阶振动更容易被大幅激发,并在面内、外1阶振动中占据主导性;当ω2≤ω1<Ω时,索端面内激励组合可引发拉索强烈的内共振。随着激励间相位差的出现,当ω2=ω1或Ω<ω2<ω1时,两种面内激励组合下激励间相位差对稳态幅值的影响以2π为变化周期,并在激励趋于反相时对幅值增幅或削弱强度达到到最大化。
  (3)采用数值分析法分别研究了主共振区和主参数共振区内,ω2=ω1时且索端承受相同激励组合作用,不同激励相位差下的线性与非线性稳态响应;并针对拉索下端存在的面外横桥向激励与面内纵桥向、竖向激励间两两组合工况进行参数分析。研究表明:两种求解方法计算结果基本吻合。激励相位差不仅可使斜拉索非线性振动出现定量变化,还可改变内共振的表现形式。面内激励组合下,将以2π为变化周期,当相位差为π+2kπ(k=0,1,2,…)时对稳态幅值的影响最显著;面内、外激励组合下,相位差对拉索响应幅值的影响以π为周期变化,且当相位差趋于π/2+kπ(k=0,1,2…)时影响最为突出。
其他文献
随着我国城市交通网络的迅速发展,桥梁数量显著增加。由于空间通航要求、展线限制、地基条件以及地形等的限制,采用传统桥塔等高的斜拉桥不方便也不经济,而高低塔斜拉桥合适的跨径组合可以很好地适应地形。钢-混凝土叠合梁主梁的斜拉桥具有结构恒载小、刚度大、造型美观新颖等优势,应用越加广泛。处于自然环境中的桥梁结构会受到温度作用的影响,其作用效应占活载很大一部分,对桥梁的承载能力极限状态有较大的影响。而国内外绝
装配化施工是桥梁工业化发展的主流方向之一,节段预制拼装是预应力简支梁桥和连续梁桥的主要装配化技术,其中键齿胶接缝是块段连接构造的主要形式。由于节段间接缝为素混凝土,钢筋不连续,接缝成为抗剪薄弱点,节段拼装梁的抗剪能力成为研究的重点和热点。滚石、行车落物、车辆侧翻等冲击荷载对桥梁结构的作用不容忽视,往往导致剪切破坏为主的破坏形式,但目前研究尚局限于整体式梁,对节段拼装梁特别是接缝处冲击作用下动力响应
作为大跨度桥梁中的典型,斜拉桥在交通运输工程中起着十分关键的作用,其抗震性能备受关注。在斜拉桥的纵桥向,通常采用飘浮体系来减小结构地震内力,并在塔梁间设置粘滞阻尼器控制主梁地震位移。飘浮体系斜拉桥属于典型的柔性体系,地震动特性对其动力响应影响很大,同时也会对阻尼器的减震效果产生显著影响。为了研究地震动特性对纵飘斜拉桥粘滞阻尼器减震效果的影响规律,首先基于纵飘斜拉桥的动力响应特征,建立了双质点简化分
硫酸盐侵蚀是导致地下工程中混凝土结构劣化损伤最广泛和最常见的环境侵蚀,严重影响混凝土结构长期性能,从而危及结构安全性和使用性能。钢纤维混凝土作为一种新型复合材料,具有良好的增强阻裂性能和耐久性,被广泛应用于工程建设,特别是隧道及地下工程中,经常用于围岩破碎或者软弱地段。钢纤维混凝土受硫酸盐侵蚀过程较普通混凝土更为复杂,影响因素更多,一旦失效危害更大。因此,开展钢纤维混凝土硫酸盐侵蚀研究,对其长期性
大跨度预应力混凝土连续刚构桥由于其自身结构简单、受力合理、外形优美、施工方便等诸多优势受到了桥梁工程师们的青睐,随着环境对混凝土梁桥建设所提出的更大跨度的要求,从材料方面出发,钢-混混合梁特大跨连续刚构桥逐渐进入人们视野。但是,由于其建造实例较少,并且国内外针对混合梁特大跨轨道连续刚构桥的设计参数方面研究成果很少,极少数关于设计参数的优化研究也仅是针对对称混合梁连续刚构公路桥展开,而对于边跨不对称
斜拉扣挂悬臂浇筑法是国内近十多年才开始使用的一种混凝土拱桥施工方法。采用斜拉扣挂悬臂浇筑法施工的拱桥,扣索力直接影响到主拱圈内力和线形。由于混凝土抗拉强度较小,施工中只能通过扣索力来控制混凝土拱圈拉应力不超限,使其拉应力处于可控状态。拱圈线形虽可通过预抬值实现,但如果线形相差过大,势必增大挂篮修正预抬值的难度,因此拱圈线形也应控制在合理范围内。本文以鸡鸣三省大桥为依托工程,系统开展钢筋混凝土拱桥主
地震是一种不可避免的自然灾害,一旦发生将给人类的生命财产安全带来巨大的威胁。我国位于世界两大地震带环太平洋地震带与欧亚地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分活跃,我国许多城市就位于断层附近或地震带中。经济社会的快速发展使得跨江、跨海桥梁的建设成为必需,对靠近断层又建立在深水中的斜拉桥,除了可能遭遇强震作用外,河床/海床的冲刷作用同样会削弱整个桥梁的刚度,从而进一步加
学位
PBL剪力连接件因其施工简便、抗剪承载力高、延展性能好以及抗疲劳性能优异等特点,在钢-砼组合结构中得到了广泛的应用。但由于现有文献中没有考虑推出试件与组合结构实际约束状态的区别,导致各位研究者依据推出试验提出的PBL连接件承载力计算公式的结果差异较大。为了明确约束钢筋和试件与试验台座之间接触摩擦力等附加约束的影响机制,本文开展了推出试验和数值分析,并提出了考虑附加约束影响的PBL连接件承载力计算方
学位
国内建造的大跨度拱桥绝大多数采用悬臂拼装法施工,拱肋的受力、线形与施工过程紧密相关。受到制作精度、测量误差及传统经验的影响,在拱桥施工过程中常采取拱段间垫塞钢板的方式来调整拱肋线形,造成扣索实际张拉力偏小、拱肋线形严重偏离目标的问题。近年来,围绕悬臂拼装法施工的拱桥,相关学者针对拱段安装过程中的扣索力与预抬值开展了深入研究,并取得了丰硕成果,但很少就拱段间垫塞钢板对扣索力、主拱线形及内力的影响进行
梁拱组合刚构桥兼具梁桥与拱桥的受力特性,结构的轻巧、纤细,自重轻,可以有效解决箱梁裂缝开展与跨中长期下挠问题,提高了跨越能力。作为一种新兴桥型,对其动力方向研究较少。同时在进行梁拱组合刚构桥抗震设计时,主要设计参数的确定存在一定的偶然性与盲目性,往往不能得到最优的设计方案。以在建的礼嘉嘉陵江大桥为工程实例背景,通过围绕梁拱组合刚构桥的抗震性能提出系统且有效的设计参数优化方法,并对设计参数进行优化研