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锚索式悬浮隧道考虑跨内支撑刚度与边界刚度的涡振特性分析
1
作者
易壮鹏
尹新华
+2 位作者
李宇杰
曾有艺
潘权
《振动与冲击》
北大核心
2025年第15期28-40,共13页
悬浮隧道是一种超长水下交通结构,洋流作用下考虑跨内支撑刚度与边界刚度影响的涡激振动特性研究及涡激振动幅值预测至关重要。将管节与锚索、两端边界的连接等效为刚度贴近工程实际的竖向、转动向弹性约束,建立了同时考虑这两类刚度影...
悬浮隧道是一种超长水下交通结构,洋流作用下考虑跨内支撑刚度与边界刚度影响的涡激振动特性研究及涡激振动幅值预测至关重要。将管节与锚索、两端边界的连接等效为刚度贴近工程实际的竖向、转动向弹性约束,建立了同时考虑这两类刚度影响的锚索式悬浮隧道涡激振动动力模型,采用尾流振子考虑流固耦合作用。参阅已有文献拟定悬浮隧道设计参数和约束刚度参数,讨论了各种跨内与边界刚度组合对涡激振动特性的影响。结果表明:不同管节数目时,结构具有类似的涡振规律;刚度的增大可以抑制高阶频率模态的激发;锁定区间内,振动频率在某些流速范围内可达到固有频率的1.20倍左右;涡激响应中观测到了响应幅值“断崖”式突变、模态之间能量转换、“拍”、准周期运动等非线性现象。
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关键词
锚索式悬浮隧道
涡激振动
跨内支撑刚度
边界刚度
尾流振子
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职称材料
悬浮隧道考虑竖向弹性约束的子结构模型与涡振响应特性
2
作者
易壮鹏
李宇杰
+3 位作者
潘权
桂怡琦
唐新超
刘博
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3505-3519,共15页
通过将跨内支撑锚索与连接边界条件简化为竖向弹性约束,采用尾流振子考虑均匀流作用下结构的流固耦合效应,研究多跨锚索支撑式悬浮隧道的涡振特性。基于Euler-Bernoulli梁理论建立可考虑跨内/边界竖向支撑刚度对涡振特性产生影响的悬浮...
通过将跨内支撑锚索与连接边界条件简化为竖向弹性约束,采用尾流振子考虑均匀流作用下结构的流固耦合效应,研究多跨锚索支撑式悬浮隧道的涡振特性。基于Euler-Bernoulli梁理论建立可考虑跨内/边界竖向支撑刚度对涡振特性产生影响的悬浮隧道管体子结构模型,分析多组跨内锚索支撑刚度与边界约束刚度组合下管体的涡振响应规律。研究结果表明:当两类约束刚度增大、结构固有频率增大时,高阶模态越难以被激发,能有抑制涡振响应的作用;当锚索支撑刚度较小和较大时,靠近端部位置的涡振响应幅值随边界约束刚度的增大而减小,且跨度范围内的涡振响应峰值关于中点对称,当锚索支撑刚度中等且相邻阶次频率相差较大时,管体位移由单一模态主导,当相邻阶次频率接近时,在涡振锁定区间内可观察到由模态耦合所导致的“凹陷”和“凸起”的非线性现象;不同位置之间跨内位移响应的极大值在边界约束刚度较小、较大时分别出现在两端、中点位置。
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关键词
多跨
锚索式悬浮隧道
涡激振动
子结构模型
跨内/边界约束刚度
尾流振子
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职称材料
题名
锚索式悬浮隧道考虑跨内支撑刚度与边界刚度的涡振特性分析
1
作者
易壮鹏
尹新华
李宇杰
曾有艺
潘权
机构
长沙理工大学土木工程学院
长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第15期28-40,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(52278139,52278141)
湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ30612)
长沙理工大学土木工程重点学科基金资助项目(18ZDXK05,15ZDXK01)。
文摘
悬浮隧道是一种超长水下交通结构,洋流作用下考虑跨内支撑刚度与边界刚度影响的涡激振动特性研究及涡激振动幅值预测至关重要。将管节与锚索、两端边界的连接等效为刚度贴近工程实际的竖向、转动向弹性约束,建立了同时考虑这两类刚度影响的锚索式悬浮隧道涡激振动动力模型,采用尾流振子考虑流固耦合作用。参阅已有文献拟定悬浮隧道设计参数和约束刚度参数,讨论了各种跨内与边界刚度组合对涡激振动特性的影响。结果表明:不同管节数目时,结构具有类似的涡振规律;刚度的增大可以抑制高阶频率模态的激发;锁定区间内,振动频率在某些流速范围内可达到固有频率的1.20倍左右;涡激响应中观测到了响应幅值“断崖”式突变、模态之间能量转换、“拍”、准周期运动等非线性现象。
关键词
锚索式悬浮隧道
涡激振动
跨内支撑刚度
边界刚度
尾流振子
Keywords
cable-supported submerged floating tunnel
vortex-induced vibration(VIV)
intermediate supporting stiffness
boundary stiffness
wake oscillator
分类号
TV36 [水利工程—水工结构工程]
U451 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U611 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
悬浮隧道考虑竖向弹性约束的子结构模型与涡振响应特性
2
作者
易壮鹏
李宇杰
潘权
桂怡琦
唐新超
刘博
机构
长沙理工大学土木工程学院
长沙理工大学桥梁工程安全控制教育部重点实验室
北京路桥通国际工程咨询有限公司
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期3505-3519,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(52278139,52278141)
湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ30612)
长沙理工大学土木工程重点学科基金资助项目(18ZDXK05,15ZDXK01)。
文摘
通过将跨内支撑锚索与连接边界条件简化为竖向弹性约束,采用尾流振子考虑均匀流作用下结构的流固耦合效应,研究多跨锚索支撑式悬浮隧道的涡振特性。基于Euler-Bernoulli梁理论建立可考虑跨内/边界竖向支撑刚度对涡振特性产生影响的悬浮隧道管体子结构模型,分析多组跨内锚索支撑刚度与边界约束刚度组合下管体的涡振响应规律。研究结果表明:当两类约束刚度增大、结构固有频率增大时,高阶模态越难以被激发,能有抑制涡振响应的作用;当锚索支撑刚度较小和较大时,靠近端部位置的涡振响应幅值随边界约束刚度的增大而减小,且跨度范围内的涡振响应峰值关于中点对称,当锚索支撑刚度中等且相邻阶次频率相差较大时,管体位移由单一模态主导,当相邻阶次频率接近时,在涡振锁定区间内可观察到由模态耦合所导致的“凹陷”和“凸起”的非线性现象;不同位置之间跨内位移响应的极大值在边界约束刚度较小、较大时分别出现在两端、中点位置。
关键词
多跨
锚索式悬浮隧道
涡激振动
子结构模型
跨内/边界约束刚度
尾流振子
Keywords
multi-span cable-supported submerged floating tunnel
vortex-induced vibration
substructure model
intermediate/boundary stiffness
wake oscillator
分类号
TV36 [水利工程—水工结构工程]
U611 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
锚索式悬浮隧道考虑跨内支撑刚度与边界刚度的涡振特性分析
易壮鹏
尹新华
李宇杰
曾有艺
潘权
《振动与冲击》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
悬浮隧道考虑竖向弹性约束的子结构模型与涡振响应特性
易壮鹏
李宇杰
潘权
桂怡琦
唐新超
刘博
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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