大跨度斜拉桥最大悬臂施工状态抖振响应及控制研究

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1、湖南大学硕士学位论文大跨度斜拉桥最大悬臂施工状态抖振响应及控制研究姓名：秦建军申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：邵旭东20040420硕士学位论文摘要随着现代高强材料和施工技术的发展，桥梁结构正朝着大跨、轻柔的方向发展，因而风对桥梁的作用就愈加显著。大跨斜拉桥在施工过程中一般采用悬臂施工法。在施工阶段的最长悬臂状态下，紊流风会诱发桥梁结构抖振响应，过大的抖振势必对施工和结构安全造成影响，因而，如何保证桥梁在施工状态下的动力稳定性以及使用经济而有效的减振措施来降低其风致有限振幅振动成为桥梁工程研究人员考虑的主要问题之一。本文首先在已有的关于桥梁抗风研究的成果上，研究了大跨桥梁在

2、平均风作用下的静风荷载以及紊流风场下的脉动风荷载，并对一些国家关于桥梁风荷载的规定进行了评述。然后结合长沙市洪山大桥、苏通长江公路大桥的抗风研究，对斜拉桥最大悬臂状态施工时的主梁抖振位移响应进行了研究，重点是对影响斜拉桥施工阶段最大双悬臂状态时抖振位移响应的参数进行了精细的分析，并详细的分析了抖振背景响应分量在总的抖振响应中所占的比例。分析表明，风速、阻尼比和频率的变化对主梁三个方向的抖振位移响应有很大的影响，特别是在结构固有频率增加的情况下，抖振响应会明显的减小，因而，在斜拉桥施工过程中，通过增大结构的固有频率来提高结构的抗风性能，将是一条很好的途径。最后本文以长沙市洪山大桥1：30相似

3、模型为例，对斜拉桥在施工阶段为减少抖振响应，改善抗风性能而采用临时抗风措施进行了试验研究，并通过计算洪山大桥在最长悬臂状态及跨内布置临时墩两种情况下的主梁抖振位移响应，验证了其工程实用性。关键词：斜拉桥；风荷载：抖振；参数分析；风致振动控制；模型试验；频率大跨度斜拉桥最大悬甓施工状态抖振响应及控制研究ABSTRACTWiththedevelopmentofmodernmaterialsandconstructiontechniques，thewindeffectsonbridgesbecomemoreprominentasthestructuresgrowwithlongerspanand

4、moreflexibilityAndcantileverconstructionmethodisusuallyadoptedinthelong—spancable—stayedbridgeconstructionTurbulencewindofteninducesthebridgestothebuffetingresponseatthelongestcantileverconstructionstageandthegreatbuffetingsareboundtoaffecttheconstructionsafety，therefore，howtoensurethedynamicalsta

5、bilitiesofthebridgeconstructionanduseeconomicalandeffectivemeasurestOreducethewind—inducedfinitevibrationbecomeoneoftheprimaryproblemsofbridgeresearchersBasedonexistingresearchfindingsinwind—inducedvibrationcontrol，thispaperinvestigatesthestaticwindloadssubjectedtoaveragewindspeedanddynamicwindloa

6、dsunderturbulencecomponents，andexpatiatesthewindloadspecificationsofsomecountries．Inaddition，takingtheHongshanBridgeandtheSutongYangtseRiverBridgeforexample，thebuffetingresponseofthebeamatthelongestdoublecantileverconstructionstage，arestudiedinthepaperEmphasisisputonthefollowingtwoaspectsFirst，the

7、parameterswhichaffectthebuffetingresponseatthelongestcantileverconstructionstageareanalyzedindetail．Second，theproportionofthebuffetingbackgroundparttothetotalbuffetingresponseisinvestigatedcarefullyTheresultsindi