新型斜拉橋與摩天輪復(fù)合結(jié)構(gòu)動力特性研究.pdf

1、斜拉橋具有合理的受力形式，近年來，在世界范圍內(nèi)，其建設(shè)高潮迭起，尤其是我國，斜拉橋得到了空前的發(fā)展。動力性能對斜拉橋的安全有很大影響，因此研究斜拉橋的動力特性很有意義。 橋梁的動力特性主要包括地震響應(yīng)分析和風(fēng)振研究。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計假定地面運動在整個基礎(chǔ)范圍內(nèi)是一致的，但由于行波效應(yīng)等，結(jié)構(gòu)在地面各支點運動的非一致激勵效應(yīng)的影響不容忽視；此外由于風(fēng)災(zāi)造成的事故頻繁發(fā)生，橋梁的風(fēng)振研究也日益引起研究人員的興趣。本文以天津慈海橋為

2、工程背景，以新型斜拉橋與摩天輪復(fù)合結(jié)構(gòu)為研究對象進(jìn)行了地震響應(yīng)分析和風(fēng)振研究。 建立非一致激勵下斜拉橋結(jié)構(gòu)的動力平衡方程。介紹了本文求解結(jié)構(gòu)動力平衡方程所用Newmark-β數(shù)值積分方法，介紹了考慮非線性的增量方程，研究了分析行波效應(yīng)的兩種方法：相對運動法和大質(zhì)量法。 對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得出結(jié)構(gòu)的自振特性，為結(jié)構(gòu)的抗震研究提供基礎(chǔ)。分別計算了慈海橋單向地震波和三向正交地震波聯(lián)合作用下的地震響應(yīng)。對比分析了非一致地震

3、激勵的行波效應(yīng)對慈海橋關(guān)鍵點的內(nèi)力和位移的影響。計算比較了不同相位差行波效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的時程響應(yīng)。 介紹了數(shù)值風(fēng)洞法的核心內(nèi)容——計算流體動力學(xué)(CFD)，分析了流體動力學(xué)的控制方程：質(zhì)量守恒方程、動量守恒方程(N-S方程)和能量守恒方程。介紹了基于有限體積法的控制方程的離散和流場數(shù)值計算的主要方法——SMPLE算法。從工程實際應(yīng)用的觀點出發(fā)研究了模擬流體湍流流動的三種兩方程三維湍流模型。 采用流體動力學(xué)理論的數(shù)值風(fēng)洞法，運