[碩士]斜拉橋超長拉索振動行為測試與研究

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內容簡介

　　[碩士]斜拉橋超長拉索振動行為測試與研究　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：同濟大學　　學位年度：2008　　橋梁拉索由于質量輕、柔度大、阻尼小的特點，在地脈動、風荷載或橋梁振動等激勵下極易發(fā)生振動。準確掌握橋梁拉索的振動特征，是利用振動頻率法測試拉索索力和進行拉索振動控制的基礎。　　本文首先研究了拉索在自重作用下的構形和拉索線性振動特征，總結了水平拉索和斜拉索的垂度曲線方程，討論了垂度效應、抗彎剛度和邊界條件對拉索線性振動頻率特征的影響。在此基礎上，總結了工程上常用的索力計算公式，并以蘇通大橋拉索為例，討論了這些索力計算公式的適用范圍和精度。拉索由于材料非線性、垂度效應等影響，振動行為呈明顯的非線性。本文總結了拉索非線性振動理論，研究了拉索非線性振動微分方程的建立和求解，討論了拉索面內共振和面內與面外耦合振動的特征。在風荷載或其它活荷載的作用下，斜拉橋索塔和橋面將會發(fā)生振動，從而激勵與之相連的拉索發(fā)生參數振動。本文總結了拉索參數振動的研究理論，通過把橋梁一拉索振動系統(tǒng)簡化為拉索一質量塊模型，研究系統(tǒng)的振動方程，討論了參數共振發(fā)生的條件。根據這些理論，確定了可能發(fā)生參數振動的蘇通大橋拉索?！　? 本文介紹了通過實測振動信號識別拉索振動頻率的頻域分析法和時域隨機減量法。由于拉索振動的非線性，振動信號不服從高斯分布，因此本文提出用高階統(tǒng)計量來分析拉索振動信號，介紹了高階統(tǒng)計量的相關概念、性質和計算方法。分別就拉索靜風下的振動、風雨振和橫向風振三種情況，用頻域方法、時域方法以及雙譜分析方法對拉索振動信號進行處理，發(fā)現雙譜方法能夠有效地消除信號的噪聲成分，從而更好地識別拉索的振動頻率。

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