[博士]懸索橋施工貓道抗風減振性能精細化分析

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　　[博士]懸索橋施工貓道抗風減振性能精細化分析　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2008　　懸索橋施工貓道是施工人員機械進行主纜施工作業(yè)的高空腳手架，是大跨度的柔性透風索結構，結構剛度小，對動力作用敏感。貓道在風荷載和施工人員行走時若產(chǎn)生較大變位，將導致牽引索股的扭轉、鼓絲、散絲現(xiàn)象，會影響成橋后主纜的受力甚至主纜的施工安全。隨著我國跨海連島工程的建設，惡劣施工環(huán)境中的特大跨度懸索橋及其主纜施工貓道將不斷出現(xiàn)，因此系統(tǒng)深入研究貓道的抗風減振性能，發(fā)展行之有效的貓道抗風減振技術，有十分重要的意義?！　? 本文系統(tǒng)全面探討貓道對風反應特點，國內(nèi)外首次進行貓道結構的渦振性能風洞試驗，可知避免貓道產(chǎn)生渦激振動的側網(wǎng)臨界透風率為70%，底網(wǎng)透風率大小對渦振性能沒有影響，所采用的試驗方法和試驗結論對于研究類似透風結構的渦振性能有一定參考價值，分析貓道升力系數(shù)和阻力系數(shù)的特點，可知其不可能發(fā)生馳振現(xiàn)象?！　? 采用節(jié)段模型靜力三分力風洞試驗結果和有限元分析相結合的方法進行貓道非線性靜風響應分析，根據(jù)貓道承重繩的張力和位移隨風速的變化規(guī)律，可知貓道發(fā)生靜力扭轉發(fā)散的內(nèi)在原因是由其所受的靜力三分力的特點決定的，國內(nèi)外首次對貓道減振構造(包括抗風纜系統(tǒng)、水平制振索、抗風門架和斜索、斜拉索和外索)的抗風性能進行系統(tǒng)的參數(shù)化分析，得出抗風減振構造設計參數(shù)變化時對貓道在風荷載作用下位移響應及靜力扭轉發(fā)散臨界風速的影響，為工程技術人員設置貓道減振構造提供理論參考和依據(jù)?！　? 在國內(nèi)外首次進行貓道的人行側向振動分析，通過類比風致振動中的渦激振動，提出人行側向振動的自激力特性，借鑒人行橋側向振動的研究結論，通過一定修正應用到貓道中，可計算避免發(fā)生貓道一行人同步側向振動的臨界行人數(shù)量和密度以及貓道所需的阻尼，也可估算一定行人密度時貓道的側向位移響應。　　聯(lián)結繩是一種增大貓道阻尼的簡便有效的方法，其制振效果的影響因素包括聯(lián)結繩自身的振動頻率、阻尼、質(zhì)量、聯(lián)結位置，在國內(nèi)外首次進行聯(lián)結繩的參數(shù)化試驗研究，根據(jù)試驗結果，綜合考慮各種因素，為保證聯(lián)結繩制振效果，建議聯(lián)結繩與貓道面層之間的斜交角在400 ^-500范圍內(nèi)，聯(lián)結繩的質(zhì)量在貓道面層質(zhì)量的1%左右取值，聯(lián)結繩頻率盡可能與貓道面層固有頻率接近，聯(lián)結繩的阻尼越大，制振效果越好。

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