栏杆构造对π型桥梁断面涡激振动的影响研究

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1、分类号:U44，U4510710-2012121154硕士学位论文栏杆构造对Π型桥梁断面涡激振动的影响研究张国强导师姓名职称李加武教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年5月30日学位授予单位长安大学ResearchonInfluenceofHandrailStructuresoftheΠBridgeSectiononVortex-inducedVibrationADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

2、Candidate：ZhangGuoqiangSupervisor：Prof.LiJiawuChang’anUniversity，Xi’an，China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：否表以/f年夕月妒日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的

3、论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：《年5■月;^日导师签名:i/J"年5■月％日摘要近些年来，随着桥梁设计和施工水平的不断提高，桥梁跨径急剧增加，桥梁结构趋于大跨、轻质、低阻尼，使得桥梁涡激振动的研究越来越重要。在桥梁设计中，Π型桥梁断面因其具有良好的经济性，开始广泛应用于大跨径桥梁中。对于Π型桥梁断

4、面的涡激共振问题，国内外很多学者做了大量研究，但对于栏杆构造因素对Π型桥梁断面涡激振动的影响很少有学者进行较为系统的研究。因而对于栏杆构造因素对Π型桥梁断面涡激振动影响的研究以及通过栏杆构造的设计避免涡激共振或者抑制其振动幅值的研究实际工程应用意义重大。论文选取鳌江特大桥Π型主梁断面为工程背景，依托风洞试验研究栏杆透风率对Π型桥梁断面涡激振动的影响。并采用数值模拟技术就栏杆横梁断面型式、高度、倾角等风洞试验较难实现的构造因素对Π型桥梁断面涡激振动的影响进行研究，得到抑制Π型桥梁断面涡激振动的栏杆优化断面、

5、参数化高度因子λ、合理倾角θ及透风率φ，为该类断面桥梁在抗风设计时提供参考。最后从绕流流场速度和涡量、表面压力系数与根方差值等方面微观解释栏杆构造影响Π型桥梁断面涡激振动的内在原因并验证了数值计算结果的正确性。关键词：涡激振动，Π型桥梁断面，风洞试验，数值模拟，栏杆IAbstractInrecentyears,withtheconstantimprovementofthebridgedesignandconstructionlevel,bridgespanincreasessharply.Bridgest

6、ructuretendstobelong-span,lightweight,lowdamping,makingthestudyofvortex-inducedvibrationofthebridgemoreandmoreimportant.Inbridgedesign,Πbridgesectionbecauseofitsgoodeconomy,begantobewidelyusedinlong-spanbridges.FortheΠtypebridgesectionofvortex-inducedreso

7、nanceproblem,manyscholarshavedonealotofresearchbothathomeandabroad.ButforthehandrailstructurechangefactorsthataffectΠbridgesectionvortex-inducedvibration,therearefewscholarstomakedetailedresearch.ThuschangesonthehandrailstructureinfluencefactorsontheΠbrid

8、gesectiontypevortexvibrationhasimportanttheoreticalsignificanceandengineeringapplicationvalue.ThispaperselectstheΠbridgesectionofAojiangriverextra-largebridgeasengineeringbackgroundtostudy.Relyonthewindtunneltesttos