三塔两跨悬索桥施工过程动力特性研究

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1、分类号U442.5学位代码308密级学校代码10298学号3120208南京林业大学研究生硕士学位论文论文题目：三塔两跨悬索桥施工过程动力特性研究作者：郭潇艺专业：桥梁与隧道工程研究方向：桥梁设计理论与技术指导教师：王立彬教授二○一五年六月致谢本文是在导师王立彬教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、研究方案的定制、论文的修改和定稿，无一不倾注着导师大量的心血。值此论文即将付梓之际，向导师致以真诚的谢意。导师在学术上的严谨思维以及睿智大度的处事风格从学识上、人生上都给予学生以极大的启迪，是值得终身收藏的财富。感谢王老师在学习上对我的谆谆教诲，在进行学术研究期间，王老师总是能给我耐心解答，提出

2、一些意想不到的见解，让我受益匪浅，在碰到难以解决的问题时，导师甚至和我研究求解方案到晚上十一点多。同时，王老师在生活上给了我很大的关心和帮助。从王老师身上我学到了严谨的科研态度，培养了强大的学习工作能力。感谢东南大学靳慧老师对论文的指导，和靳老师的探讨中我总能得到很多帮助和灵感。感谢师兄花杰在建模过程中对我的指导和帮助，让我能够顺利的进行学术研究，感谢师姐孙晓红、汪洋和师兄苏骥在学习生活上的关心帮助。感谢我的小伙伴们陈广生、侯晓旦、吴勇、彭英艳、朱晓蕾、沈玉蓉和于彩霞在日常生活中的交流和帮助。感谢我的母亲和姐姐对我的养育之恩，在生活如此艰辛的情况下，能够默默支持和帮助我完成我的学业，总是能

3、够在我做出决定后给予鼓励和支持，在即将毕业和踏上社会工作之时，对你们表示深深的敬意和感激之情，未来我将继续努力工作和创造，不辜负你们的栽培！作者：郭潇艺2015年6月于南京林业大学摘要2012年底，第一座千米级的三塔两跨悬索桥——泰州长江公路大桥建成通车后，在国内外掀起了对多塔多跨悬索桥的研究热潮。随后，马鞍山长江公路大桥和武汉鹦鹉洲长江大桥也分别在2013年和2014年底建成通车。然而由于对多塔多跨悬索桥的研究还未成熟，特别在施工状态下其结构尚未成型时，受到强风作用时的危险程度可能比成桥下更大。为研究新型三塔两跨悬索桥结构施工阶段的振动特性，分析出其振动过程中不同于传统悬索桥的性质，以便

4、了解其施工过程中的动力稳定性问题，并进一步提出解决措施。对三塔两跨悬索桥施工阶段建立了有限元模型。通过Irvine自由振动线性理论验证了模型的正确性。在定义局部和全局振型的基础上，分析了三塔两跨塔索系统和塔索梁系统的模态特征。研究表明三塔两跨塔索系统仍保持着各结构部分独立的模态特性，但又具有其独特的模态属性。在低阶频率下，系统振动可理想的分为非耦合的面内和面外振动，并产生了一些新的特征频率和振型。低阶边跨索的振型耦合了高阶主跨索的振型，在一些特定的模态属性和组合下，将分别产生相应局部和全局面内面外振动。各个吊装阶段梁段受主缆的影响较大，索的面外、面内振动分别引发了梁段的摆动、提升和扭转模态

5、。随着梁段数量的增加，各种模态频率产生不同程度的变化导致模态超越现象，反映了主梁成型过程中结构动力特性的不稳定性。为改善吊装过程中结构的抗风稳定性，本文采用设置抗风缆的方法，有效的提高了加劲梁的颤振临界风速。关键词：三塔两跨悬索桥；塔索系统；塔索梁系统；抗风稳定性；抗风缆TheStudyofDynamicCharacteristicsofTriple-towerDouble-spanSuspensionBridgeduringConstructionAbstractAnewwaveofresearchingmulti-tower-multi-spansuspensionbridgeisse

6、toffathomeandabroadbythecompletionofthefirstkilometrictriple-tower-double-spansuspensionbridge,theTaizhouYangtzeRiverHighwayBridge,whichopentotrafficattheendof2012.Soonafterwards,theMaanshanYangtzeRiverHighwayBridgeandtheYingwuzhouYangtzeRiverHighwayBridgearealsocompletedin2013and2014respectively.

7、However,becauseoftheunmaturedresearchofthissuspensionbridge,itisnorealizedthatthebridgeunderconstructionmaybemoredangerousthanthefinishedbridgewhensufferastrongwindaction.Inordertorealizethedynamicstabilityoftrip