[硕士]斜拉桥超长拉索振动行为测试与研究

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内容简介

　　[硕士]斜拉桥超长拉索振动行为测试与研究　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：同济大学　　学位年度：2008　　 桥梁拉索由于质量轻、柔度大、阻尼小的特点，在地脉动、风荷载或桥梁振动等激励下极易发生振动。准确掌握桥梁拉索的振动特征，是利用振动频率法测试拉索索力和进行拉索振动控制的基础。　　 本文首先研究了拉索在自重作用下的构形和拉索线性振动特征，总结了水平拉索和斜拉索的垂度曲线方程，讨论了垂度效应、抗弯刚度和边界条件对拉索线性振动频率特征的影响。在此基础上，总结了工程上常用的索力计算公式，并以苏通大桥拉索为例，讨论了这些索力计算公式的适用范围和精度。拉索由于材料非线性、垂度效应等影响，振动行为呈明显的非线性。本文总结了拉索非线性振动理论，研究了拉索非线性振动微分方程的建立和求解，讨论了拉索面内共振和面内与面外耦合振动的特征。在风荷载或其它活荷载的作用下，斜拉桥索塔和桥面将会发生振动，从而激励与之相连的拉索发生参数振动。本文总结了拉索参数振动的研究理论，通过把桥梁一拉索振动系统简化为拉索一质量块模型，研究系统的振动方程，讨论了参数共振发生的条件。根据这些理论，确定了可能发生参数振动的苏通大桥拉索。　　 本文介绍了通过实测振动信号识别拉索振动频率的频域分析法和时域随机减量法。由于拉索振动的非线性，振动信号不服从高斯分布，因此本文提出用高阶统计量来分析拉索振动信号，介绍了高阶统计量的相关概念、性质和计算方法。分别就拉索静风下的振动、风雨振和横向风振三种情况，用频域方法、时域方法以及双谱分析方法对拉索振动信号进行处理，发现双谱方法能够有效地消除信号的噪声成分，从而更好地识别拉索的振动频率。

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