论文不同风嘴形式大跨度分体箱梁桥梁颤振性能是适合颤振论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关颤振,涡振,抖振,驰振开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要： 分体箱梁可以有效地改善整体式钢箱梁断面的气动稳定性能,但不同的风嘴类型对分体箱梁的颤振稳定性能改善程度不同.通过节段模型风洞试验对两种风嘴形式的分体箱梁的颤振性能随槽宽演化规律进行了研究,将其和Larsen,Sato和作者前期的研究结果进行了对比,并从结构动力特性参数和气动外形两个关键方面解释了研究结果差异的原因.结果表明,不对称风嘴形式分体箱梁的颤振稳定性能对槽宽比的变化比较敏感,存在一个“最优槽宽比”；对称风嘴形式分体箱梁对槽宽比的变化相对不太敏感,特别是当槽宽比较大时.和Larsen研究结果的差异主要是由结构及动力特性参数的改变造成的,其中质量惯矩的增大和扭弯比的减小起到了重要作用；和Sato研究所得结论的差异则主要源于气动外形的不同,特别是高宽比的改变.
关键词： 桥梁； 分体箱梁； 颤振性能； 风嘴形式； 动力特性参数
中图分类号：U442.5+4； U448.25 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2015）05-0673-10
引 言
随着桥梁设计和施工水平的不断提高,现代桥梁的跨度记录不断被刷新,如2012年建成的俄罗斯Russky Island Bridge斜拉桥达到了1 104 m而悬索桥跨度纪录更是接近2 000 m,进入21世纪后,世界桥梁工程逐步进入跨海联岛工程建设的新时期,桥梁跨度将进一步增大,预计将突破2 000 m甚至超过3 000 m.桥梁跨度大幅度增长带来的主要问题是结构刚度的急剧下降,这就使得风致振动对桥梁安全性的影响更加突出.桥梁结构的风致振动问题,尤其是桥梁颤振问题,已成为大跨度桥梁设计的主要控制因素之一[1].
作为“第三代钢梁”的分体箱梁是继闭口箱梁之后又一次重要的大跨度桥梁主梁断面的革新,其主要优点是改善了空气动力性能,特别是提高了颤振临界风速.对于开槽箱梁的性能探索和工程应用正受到世界各国桥梁工程界的普遍关注[2].目前,中国已建成了包括浙江西堠门大桥、上海长江大桥、香港昂船洲大桥等是采用分体箱梁主梁的大跨度缆索承重桥梁.现有的理论和试验研究[311]均表明在箱形主梁的 开槽可有效地提高结构的颤振稳定性能.丹麦学者Larsen[34]在直布罗陀海峡大桥可行性研究中指出分体箱梁断面的颤振临界风速随槽宽增加而持续上升,并可拟合成指数律表达式；日本学者Sato[56]通过节段模型风洞试验研究了开槽位置和槽宽对分体箱梁结构颤振性能的影响规律,其结论是在断面 开槽效果最好,且随着槽宽的增加结构颤振临界风速保持增长趋势,此后他又通过一座构想中的2 800 m主跨悬索桥的全桥气弹模型风洞试验验证了分体箱梁结构在改善结构颤振稳定性能上的有效性[7]；作者[811]对不对称风嘴形式分体箱梁的颤振性能及机理研究的结果表明：当槽宽比不大时,结构颤振临界风速随槽宽比增加而增大；当槽宽比达到最优槽宽比时颤振临界风速达到极大值；此后如果槽宽比继续增大,结构颤振稳定性能反而下降.
以上研究结果表明,作为分体箱梁断面气动外形特征最关键的一个参数——槽宽比同结构颤振稳定性能的关系尚存在争议.该争议主要体现在颤振临界风速到底是随着槽宽比的增加而持续增大还是先增后减,以上研究除了结构动力特性参数不同之外,断面气动外形也有差异.Larsen和Sato所选断面的风嘴形式均是对称的,而作者前期研究选择的分体箱梁断面的风嘴形式则是工程应用中常见的不对称形式.因此,有理由认为风嘴形式的不同是造成上述分歧可能的重要原因之一.故作者在前期研究基础之上,综合研究不对称和对称两种风嘴形式分体箱梁颤振性能随槽宽的演化规律,并从结构动力参数和气动外形两个关键影响因素方面分析了前述研究结果存在差异的原因.
1 分体箱梁颤振性能的槽宽影响规律
分别对不对称和对称风嘴形式的分体箱梁进行了节段模型风洞试验研究,并对比了颤振临界风速Ucr及临界风速增长率β和槽宽比D/Bs（D为开槽宽度,Bs为模型实体部分宽度）的关系,其中β等于（Ucr-Ucro）/Ucro,式中Ucr和Ucro分别为开槽断面和原型断面的颤振临界风速.
1.1 基本断面
两种断面模型均选用了6种槽宽比D/Bs：0%,20%,40%,60%,80%和100%.通过调整端横梁的长度来调节槽宽比,通过调整配重大小及其位置来保证质量和质量惯矩的恒定.模型断面图和相应的结构参数分别见图1和表1所示.
试验采用弹簧悬挂二元刚体节段模型,在均匀流场中进行了+3°,0°和-3°三个风攻角的试验.采用修正的最小二乘法颤振导数识别方法,利用自由振动识别颤振导数.
1.2 不对称风嘴分体箱梁的颤振性能
不对称风嘴分体箱梁断面（AS）在三个风攻角下的颤振临界风速Ucr和临界风速增长率β和槽宽比D/Bs的关系,如图2所示.
由图2可以发现：（1）在总体趋势上,随着槽宽比的增加,该断面的颤振临界风速先增大后减小,并且存在一个最大值；（2）相同风速下,-3°初始风攻角对应的临界风速增长率最大,0°初始风攻角次之,+3°初始风攻角最小；（3）不同槽宽比断面在三个风攻角下的最低颤振临界风速所对应的初始风攻角随着槽宽比的增大,逐渐发生变化,具体而言：原型断面最低颤振临界风速发生在-3°初始风攻角下；20%～40%槽比断面,最低颤振临界风速发生在0°初始风攻角下；而60%～100%槽宽比断面,最低颤振临界风速发生在+3°初始风攻角下；（4）在0～40%槽宽比范围内,颤振临界风速随着槽宽比的增加而增加；在槽宽比达到40%左右时,颤振临界风速达到最大；在40%～100%槽宽比范围内,颤振临界风速随槽宽比增加而减小,并且减小幅度比较明显.上述现象表明,该不对称风嘴分体箱梁断面的颤振稳定性能对槽宽比的变化比较敏感.
1.3 对称风嘴分体箱梁的颤振性能
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参考文献：
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