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内容提要 本书是作者攻读博士学位期间，在桥梁风效应及其健康监测领域、基于传统平稳分析理论所开展研究工作的总结。全书共分7章，内容包括绪论、设中央扣的大跨度悬索桥体系动力特性及其影响因素研究、基于SHMS的大跨度悬索桥有限元模型修正与验证、基于SHMS的大跨度悬索桥桥址区强风特性研究、台风作用下大跨度悬索桥抖振响应实测研究、台风作用下大跨度悬索桥抖振响应时域分析与实测对比研究、结论与展望。 本书可供从事桥梁风工程及桥梁结构健康监测领域的广大科技工作者和工程师使用，也可供上述专业领域的高年级本科生及研究生学习参考。 目 录 第1章绪论1 1.1本课题的研究背景1 1.2大跨度桥梁SHMS研究现状3 1.2.1大跨度桥梁SHMS概述4 1.2.2大跨度桥梁SHMS工程应用概况6 1.3大跨度悬索桥有限元模拟研究现状6 1.3.1大跨度悬索桥发展概述6 1.3.2大跨度悬索桥有限元模拟8 1.3.3有限元模型修正技术9 1.4大跨度桥梁风致抖振研究现状10 1.4.1近地风的基本特性11 1.4.2大跨度桥梁风致抖振12 1.5本书的主要工作14第2章设中央扣的大跨度悬索桥体系动力特性及其影响因素研究16 2.1引言16 2.2润扬悬索桥多精度有限元模拟研究17 2.2.1工程概况17 2.2.2多精度空间有限元计算模型19 2.3设中央扣的大跨度悬索桥体系动力特性研究23 2.3.1基于ANSYS的悬索桥模态分析方法23 2.3.2设中央扣的大跨度悬索桥动力特性分析23 2.3.3中央扣对大跨度悬索桥动力特性的影响25 2.3.4土桩结构相互作用对大跨度悬索桥动力特性的影响27 2.4本章小结30第3章基于SHMS的大跨度悬索桥有限元模型修正与验证32 3.1引言32 3.2一种结构有限元模型修正的新方法33 3.2.1参数型修正的灵敏度分析34 3.2.2优化算法36 3.2.3有限元模型修正的一种新方法41 3.3润扬悬索桥成桥试验简介43 3.3.1环境随机振动测试43 3.3.2钢箱梁应力测试45 3.4润扬悬索桥有限元模型修正46 3.4.1桥塔结构有限元模型修正47 3.4.2全桥结构有限元模型修正49 3.5润扬悬索桥有限元模型验证54 3.5.1关键位移验证55 3.5.2钢箱梁应力验证55 3.6本章小结58第4章基于SHMS的大跨度悬索桥桥址区强风特性研究59 4.1引言59 4.2近地大气边界层风特性分析方法60 4.2.1平均风速剖面特性61 4.2.2脉动风特性61 4.3风特性实测研究平台简介64 4.3.1润扬悬索桥风环境监测子系统64 4.3.2风速仪及其布置65 4.4润扬桥址区强风特性实测数据分析66 4.4.1平均风速和风向66 4.4.2风速随高度的变化规律68 4.4.3紊流强度和阵风因子68 4.4.4紊流积分尺度70 4.4.5紊流功率谱密度71 4.5本章小结72第5章台风作用下大跨度悬索桥抖振响应实测研究74 5.1引言74 5.2润扬悬索桥振动监测子系统76 5.2.1主梁振动监测76 5.2.2缆索振动监测76 5.2.3主塔振动监测77 5.3润扬悬索桥抖振实测分析78 5.3.1主梁实测抖振加速度响应分析78 5.3.2缆索实测抖振加速度响应分析85 5.4本章小结88第6章台风作用下大跨度悬索桥抖振响应时域分析与实测对比研究91 6.1引言91 6.2一种斜风作用下大跨悬索桥抖振响应时域分析实用方法93 6.2.1Scanlan平均风分解法的改进93 6.2.2自激力的有限元模拟95 6.2.3基于APDL语言的程序实现97 6.3抖振数值计算中的参数输入99 6.3.1风场参数99 6.3.2构件截面气动系数99 6.3.3构件截面气动导数99 6.4抖振数值计算与现场实测结果的对比研究101 6.4.1用于抖振分析的有限元模型101 6.4.2主梁抖振加速度响应对比分析101 6.4.3缆索抖振加速度响应对比分析107 6.5本章小节111第7章总结与展望112 7.1主要研究工作总结112 7.2未来研究工作展望115 参考文献117 |
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