大跨度三塔连跨悬索桥风致抖振及其mtmd控制研究

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1、来兩扛參硕壬学位论文大跨度Ｈ塔连跨悬索桥风致抖振及其ＭＴＭＤ控制研究专业名称：建筑与±木工程研究生姓名：陶天友＿导师姓名：王浩副研究员校外导师姓名：王飞球高级工程师本论文获国家重点基础研巧汁划（９７３计划）青年科学家专题项目（２０１５ＣＢ０６００００）、国家自然科学基金面上项目（５．．－１３７８１１１）、教育部新世纪优秀人才支持计划（ＮＣＥＴ）１３０１２８和霍英东青年教师基金应用研究项目（１４２００７）资助。ＳＴＵＤＹＯＮＢＵＦＦＥＴＩＮＧＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＯＦ－Ａ

2、－ＬＯＮＧＳＰＡＮＴＲＩＰＬＥＴＯＷＥ民ＳＵＳＰＥＮＳＩＯＮＢＲＩＤＧＥＡＮＤＩＴＳＭＩＴＩＧＡＴＩＯＮＷＩＴＨＭＴＭＤＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＴＡＯＴ－ｉａｎｙｏｕＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｙｐＰｒｏｆ．ＷＡＮＧＨａｏａｎｄＳｅｎｉｏＡＮＧ－ｒＥｎｇｉｎｅｅｒＷＦｅｉｑｉｕＳ亡ｈｏｏ

3、ｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｉｎＰ．民？ＣｈｉｎａｊｇＡｐｒｉｌ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，论，除了文中特别加Ｕ标注和致谢的地方外文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果。与我，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研究所敞的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表巧了谢意。研究生签名‘广；曰期：

4、户守Ｊ东南大学学位论文使巧授权声明东南大学、中国科学技术信息研巧所、国家圏书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档。，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的内容和纸质一论文的内容相。致除在保密期内的保密论文外，允许论文被登阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子倍息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的么布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名导师容．；曰期：ｒｆ＼＾摘耍摘要一Ｈ塔连跨悬索桥是在两塔悬索桥的基础上发展起来的种

5、新桥型，中塔的引入使得其动静力特性较之两塔悬索桥更加复杂。随着桥梁跨度的增加，强风作用下大跨度Ｈ塔连跨悬索桥的风致抖振问题日益显著，其风致抖振精细化与振动控制研究备受关注。本文Ｗ泰州大桥为工程背景，紧紧围绕三塔连跨悬索桥风致抖振和ＭＴＭＤ减振控制两大研究热点，结合泰州大桥桥址区实测风数据和大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，开展大跨度Ｈ塔连跨悬索桥风致抖振及其ＭＴＭＤ控制研究：。主要研充内容包括１．泰州大桥有限元建模及其动力特性分析。根据泰州大桥结构设计参数在ＡＮＳＹＳ中建立了结构Ｈ维有限元模型，从而采用子

6、空间迭代法计算了泰州大桥的模态参数。根据泰州大桥成桥试验及模型试验数据，将实测模态参数与计算模态参数进行了对比，Ｗ验证所建立的泰州大桥有限元模型的准确性。＂２．泰州大桥桥址区强台风平稳与非平稳特性现场实测研巧台风娜基＂莉为研巧背景，根据泰州大桥桥址区实测风数据开展了实测强风平稳与非平稳特性对比研究，。通过游程检验法对风速时程的均值与方差进行了非平稳性检验从而定量评估了基本时距内风速的非平稳比例。基于平稳与非平稳风速模型分析了台风的平均风特性、奈流强度、阵风因子、奈流积分尺度和棄流功率谱密度等具体风特性

7、参数。３．基于插值函数的Ｈ塔连跨悬索桥简化Ｈ维脉动风场模拟。传统谐波合成法在模拟脉动风速时需进行大量的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解，其直接制约了算法的计算效率。本文通过对Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解矩阵引入插值近似１＾减少Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解的次数，从而大幅度提高了传统谐波合成法的计算效率，。采用简化风场模巧方法在保证足够模拟精度的前提下，实现了Ｈ塔连跨悬索桥Ｈ维脉动风场的快速有效模拟。４．基于平稳与非平稳风谱的Ｈ塔连跨悬索桥抖振性能对比研究。鉴于平稳与非平稳风速模型的差异，根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ准定常理论分别推导了平稳

8、与非平稳静凤荷载、抖振力和自激力模型。基于所模拟的桥址区平稳与非平稳王维脉动风场，结合泰州大桥Ｈ维有限元模型，从而开展了三塔连跨悬索桥平稳与非平稳抖振性能对比研究。５．大跨度Ｈ塔连跨悬索桥风致科振ＭＴＭＤ控制研究。根据