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Experimental and numerical analysis of submerged floating tunnel 被引量:2
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作者 陈健云 李静 +1 位作者 孙胜男 苏志斌 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第10期2949-2957,共9页
As a new type of structure which has never been built, submerged floating tunnel was studied mainly by numerical simulations. To further study the seismic response of a submerged floating tunnel, the first model exper... As a new type of structure which has never been built, submerged floating tunnel was studied mainly by numerical simulations. To further study the seismic response of a submerged floating tunnel, the first model experiment of submerged floating tunnel (SFT) under the earthquake was carried out on the unique underwater shaking table in China. The experimental results show that vertical excitation induces larger response than horizontal and different inclination degrees of the tether also cause different seismic responses. Subsequently, based on the fluid-structure interaction theory, the corresponding numerical model is established. And comparing the numerical results with the experimental results, those of shaking table test. Numerical model adopted is effective for it is shown that the numerical results are basically identical with dynamic response of SFT. 展开更多
关键词 submerged floating tunnel seismic response dynamic response shaking table test numerical simulation
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悬浮隧道截面形状与系泊方式对抗冲击能力影响
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作者 徐万海 沙沐 +1 位作者 李明鎏 李航 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1268-1278,共11页
水中悬浮隧道遭受突发撞击时,管体强度变化、系统可靠性以及结构动力响应十分复杂,针对悬浮隧道受到撞击后能否继续安全运营的不确定性,应用有限元对悬浮隧道损伤与运动响应进行模拟是一种非常有效的方法。本文采用ABAQUS开展了撞击作... 水中悬浮隧道遭受突发撞击时,管体强度变化、系统可靠性以及结构动力响应十分复杂,针对悬浮隧道受到撞击后能否继续安全运营的不确定性,应用有限元对悬浮隧道损伤与运动响应进行模拟是一种非常有效的方法。本文采用ABAQUS开展了撞击作用下悬浮隧道响应数值分析,构建了有限元模型;确定了模型材料及各部分单元类型;提出了管节接头的处理方式,探究了不同悬浮隧道截面形状及锚索布置方式对结构灾变的影响机制。研究结果表明:四边形截面隧道管体受撞击后管体的位移和损伤最小,是抵抗冲击最佳的形式。锚索布置方式不会影响悬浮隧道的撞击应力、应变及损伤,仅影响悬浮隧道的运动响应,其中两垂直两倾斜的系泊方式可显著限制悬浮隧道的撞击运动幅度。 展开更多
关键词 水中悬浮隧道 撞击载荷 锚索布置方式 截面形状 数值模拟 动力响应 结构损伤 应力分析
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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
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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。 展开更多
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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两端柔性约束悬浮隧道地震响应分析理论及参数研究
4
作者 陈星 郑印 +3 位作者 陈水福 项贻强 洪红涛 申永刚 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期177-186,228,共11页
悬浮隧道管体两端是地震的主要激励点。为研究管端约束对悬浮隧道地震响应的影响,建立了两端柔性约束的悬浮隧道管体-锚索耦合振动模型,构造符合柔性约束条件的管体振型函数,利用Galerkin法导出了广义坐标下的耦合振动常微分方程组,并由... 悬浮隧道管体两端是地震的主要激励点。为研究管端约束对悬浮隧道地震响应的影响,建立了两端柔性约束的悬浮隧道管体-锚索耦合振动模型,构造符合柔性约束条件的管体振型函数,利用Galerkin法导出了广义坐标下的耦合振动常微分方程组,并由MATLAB编写程序实现了方程的求解。通过与有限元结果对比验证了理论方法的正确性。结合待建悬浮隧道算例,探讨了边界约束参数对结构响应的影响,结果表明:端部柔性约束的地震响应结果与将其视为简单铰接或固接的结果存在较大偏差;管体响应随两端转动弹簧刚度的减小而减小;降低线弹簧刚度可减小管体加速度和弯矩响应,但会导致管端位移增加;地震作用下管端激励对悬浮隧道管体响应影响较大,在竖向加速度和弯矩响应中占比分别在75%和85%以上。 展开更多
关键词 悬浮隧道 柔性边界 地震作用 振型叠加法 振动响应
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移动荷载下悬浮隧道管体-张力腿非线性时滞减振研究
5
作者 程晓文 彭剑 +1 位作者 孙洪鑫 颜世军 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期21-25,共5页
水下悬浮隧道是面向未来交通设计的一种新型跨海结构,在运营过程中受移动车载和海洋洋流等作用,其管体和张力腿结构会产生大幅振动,易造成疲劳破坏,因此悬浮隧道的振动控制问题亟须解决。基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞减振策略开展研... 水下悬浮隧道是面向未来交通设计的一种新型跨海结构,在运营过程中受移动车载和海洋洋流等作用,其管体和张力腿结构会产生大幅振动,易造成疲劳破坏,因此悬浮隧道的振动控制问题亟须解决。基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞减振策略开展研究,首先考虑流体阻尼力以及海流作用对水下悬浮隧道的涡激升力的影响,建立移动荷载作用下隧道管体-张力腿耦合非线性振动模型,通过Galerkin法得到移动荷载作用下的悬浮隧道耦合系统振动微分方程,接着采用龙格-库塔法进行数值求解,研究时滞和控制增益、荷载质量和速度对悬浮隧道耦合系统振动抑制效果的影响。结果表明:在移动荷载作用下,选取合适的时滞、控制增益和控制位置,可大幅降低悬浮隧道耦合系统的振动响应;移动荷载质量和速度对时滞减振效果影响较大,在工程实际中,应限定荷载质量和速度。 展开更多
关键词 振动与波 移动荷载 水下悬浮隧道 非线性 时滞减振
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波流与地震联合激励下悬浮隧道动力特性
6
作者 加力源 桑松 +1 位作者 石晓 周岳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1140-1148,共9页
针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并... 针对悬浮隧道在复杂荷载作用下动力特性,为了提高其设计安全性、优化结构性能、并减少灾害风险,本文采用斯托克斯(Stokes)二阶波浪理论与弗汝德-克雷洛夫假定法(Froude-Krylov)计算悬浮隧道所受的波浪荷载,采用三角级数法生成地震波并考虑地震对自由场海水动水压力的影响计算结构的地震荷载,利用D′Alembert原理推导建立悬浮隧道管体—锚索耦合运动方程并采用Galerkin法化简求解。研究了考虑波流与地震荷载、参数激励、涡激振动、初始扰动等不同工况下的管体与锚索跨中位移时域响应。结果表明:无外部动荷载时,锚索与管体之间会呈现出参数共振现象,波浪与地震荷载会减弱参数共振现象并使管体振动更加剧烈且会与涡激力互相抑制,系统振动状态受管体初始扰动影响较大,同时波陡增大会使悬浮隧道管体稳定振幅增大,锚索的瞬态振幅减小。 展开更多
关键词 悬浮隧道 耦合方程 波浪荷载 地震荷载 参数共振 涡激振动 时域分析 复杂荷载
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波浪荷载作用下车辆-轨道-悬浮隧道动力响应研究
7
作者 徐磊 朱雪燕 +3 位作者 赵永胜 王琨 刘鹏飞 曾志平 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3578-3587,共10页
为实现波浪荷载作用下车辆-轨道-悬浮隧道系统耦合动力学行为模拟和分析,基于车辆-轨道耦合动力学理论,引入轮轨非线性时变单元矩阵法和结构单元多尺度耦合法,采用弹簧-阻尼单元模拟锚索系统,建立车辆-轨道-悬浮隧道动力相互作用模型;... 为实现波浪荷载作用下车辆-轨道-悬浮隧道系统耦合动力学行为模拟和分析,基于车辆-轨道耦合动力学理论,引入轮轨非线性时变单元矩阵法和结构单元多尺度耦合法,采用弹簧-阻尼单元模拟锚索系统,建立车辆-轨道-悬浮隧道动力相互作用模型;根据线性波浪理论和Morison方程,确定波浪荷载计算方法;最后,基于所建立的车辆-轨道-悬浮隧道动力相互作用模型开展数值仿真模拟,研究波浪荷载作用下锚索等效刚度、波浪高度、行车速度等参数变化时系统振动响应特性及传播规律。研究结果表明:锚索等效刚度变化对轨道-悬浮隧道系统结构位移的影响显著,提高锚索等效刚度能够有效抑制结构位移增大,且考虑部分锚索失效后系统结构位移变化较大,位移增幅均大于43%,不利于结构稳定;轨道-悬浮隧道系统结构的横向位移主要由波浪荷载引起,随着波浪高度增加,轨道-悬浮隧道系统结构位移整体上呈增大趋势;在工程设计过程中,应充分调研场地水环境,并合理设置轨道-悬浮隧道系统的结构参数,以确保系统的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学 车辆-轨道-悬浮隧道 线性波浪理论 锚索等效刚度 动力学响应
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悬浮隧道支撑锚索在管体运动状态下的动频率与湿模态 被引量:2
8
作者 朱灿 刘炎 易壮鹏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期271-279,共9页
悬浮隧道(submerged floating tunnel,SFT)是一种潜力巨大的水下交通结构,其支撑锚索频率、模态的精确获取对识别结构动力性能至关重要。该研究提出了一种管体运动状态下求解锚索“动频率”和“湿模态”的新颖方法,将锚索等效为梁或弦... 悬浮隧道(submerged floating tunnel,SFT)是一种潜力巨大的水下交通结构,其支撑锚索频率、模态的精确获取对识别结构动力性能至关重要。该研究提出了一种管体运动状态下求解锚索“动频率”和“湿模态”的新颖方法,将锚索等效为梁或弦建立了四类考虑锚索抗弯刚度、湿重等因素的力学模型。在对运动悬浮隧道结构进行拟静态处理,及通过静平衡时锚索顶张力与该索支撑范围内净浮力相等的原则确定结构基本参数的前提下,研究了管体竖向周期运动过程中锚索动频率与湿模态的分布规律。获取了锚索动频率带及其上限、下限与管体浮重比、锚索倾角、竖向高度及管体运动幅值之间的对应关系与参数敏感区间,得到了锚索湿模态对湿重展向效应、竖向高度等因素的敏感程度,可为进一步深入研究锚索涡振频率锁定、参数振动提供新的处理思路。 展开更多
关键词 悬浮隧道(sft) 支撑锚索 管体运动 动频率 湿模态
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悬浮隧道管体运动对锚索涡激振动的影响规律 被引量:2
9
作者 干超杰 桑松 石晓 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第2期807-815,共9页
根据锚索式悬浮隧道的运动特性,假设锚索是两端铰接的非线性梁模型,并将管体运动简化为两自由度的质点运动,将其视作一种参数激励。考虑锚索长期处于海流环境下,其顺流向涡激力和管体横荡运动方向一致,锚索的运动响应可能会产生明显变... 根据锚索式悬浮隧道的运动特性,假设锚索是两端铰接的非线性梁模型,并将管体运动简化为两自由度的质点运动,将其视作一种参数激励。考虑锚索长期处于海流环境下,其顺流向涡激力和管体横荡运动方向一致,锚索的运动响应可能会产生明显变化。建立锚索的非线性顺流向涡激振动方程,并通过Galerkin方法和Runge-Kutta方法对该方程进行求解,选取典型悬浮隧道的结构进行数值分析,结果表明:在锚索前三阶模态中,相比于一阶模态幅值,二阶和三阶模态幅值是一个很小的量,可以忽略不计;参数激励可以使锚索更快进入稳定状态,且对振动幅值的增加有显著影响;参数激励对顺流向涡激振动的影响程度与锚索顶端的端部激励幅值和频率有关。 展开更多
关键词 悬浮隧道 锚索 参数激励 顺流向涡激振动 数值分析
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移动荷载作用下悬浮隧道管体TMD减振分析及优化布置 被引量:1
10
作者 杨赢 金利成 +1 位作者 项贻强 何余良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期165-171,共7页
为减小悬浮隧道管体在移动荷载作用下的动力响应,采用TMD作为振动控制措施并对减振效果进行了分析。将悬浮隧道管体简化为弹性地基梁,采用移动简谐力模拟汽车荷载,通过Morison方程计算管体振动过程中的流体附加惯性效应和阻尼效应,推导... 为减小悬浮隧道管体在移动荷载作用下的动力响应,采用TMD作为振动控制措施并对减振效果进行了分析。将悬浮隧道管体简化为弹性地基梁,采用移动简谐力模拟汽车荷载,通过Morison方程计算管体振动过程中的流体附加惯性效应和阻尼效应,推导建立了移动荷载作用下管体-TMD系统振动控制方程组。采用Newmark-β法进行数值求解,分析了TMD对悬浮隧道管体的减振效果。针对悬浮隧道管体振动特征,提出采用分布式TMD的布置形式,并对移动速度、TMD阻尼比的影响进行了讨论。结论表明:TMD对移动简谐荷载作用下的悬浮隧道管体具有显著减振效果,最大位移减振率在50%以上。由于多阶模态参与振动,单一TMD的有效减振范围有限。在保持总质量不变的情况下,采用分布式TMD可以获得较好的整体减振效果。提高TMD质量比和降低移动荷载速度有助于提高TMD的减振效果。增大阻尼比会减弱TMD的效果,应综合考虑减振效果和工作空间的要求确定。 展开更多
关键词 悬浮隧道(sft) 移动荷载 调谐质量阻尼器(TMD) 动力响应 减振
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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
11
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。 展开更多
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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水下爆炸作用下悬浮隧道管体形状对结构响应的影响规律 被引量:1
12
作者 罗刚 杨云生 +3 位作者 严荔 张宇航 AHMED MD Elias 刘凤玲 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期1233-1240,共8页
为研究水下爆炸条件下断面形式对悬浮隧道结构响应和抗冲击性能的影响,采用LS-DYNA有限元软件建立圆形、椭圆形和长方形3种断面悬浮隧道的数值计算模型,进行动力响应数值模拟分析。对比分析3种断面悬浮隧道在爆炸作用下管体位移、压力... 为研究水下爆炸条件下断面形式对悬浮隧道结构响应和抗冲击性能的影响,采用LS-DYNA有限元软件建立圆形、椭圆形和长方形3种断面悬浮隧道的数值计算模型,进行动力响应数值模拟分析。对比分析3种断面悬浮隧道在爆炸作用下管体位移、压力及有效应力的响应特性。结果表明:1)圆形断面悬浮隧道受爆炸影响的范围最小,位移、压力和有效应力峰值最低,安全系数最高,抗冲击波性能最优;2)椭圆形和长方形断面管体更易发生局部应力集中,尤其长方形断面的压力和有效应力峰值都高于圆形和椭圆形断面,抗冲击性能较差;3)椭圆形断面悬浮隧道的竖向位移要大于长方形断面,但长方形断面位移变形存在明显畸变。综合分析表明,圆形断面悬浮隧道的抗爆性能优于椭圆形和长方形断面。 展开更多
关键词 悬浮隧道 水下爆炸 断面形式 LS-DYNA有限元软件 结构响应 抗爆性能
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水下悬浮隧道的技术现状和未来展望
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作者 Marcel‘t Hart Arianna Minoretti 李英 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期225-232,I0025-I0032,共16页
阐述了水下悬浮隧道(又称水下悬浮管桥)的概念;探讨了悬浮隧道结构的4种支撑形式,即岸锚式、桥墩支撑式、浮筒固定式和锚索固定式,并对4种支撑形式的适用性进行了对比;对悬浮隧道的跨海形式及主隧道结构断面形式进行了讨论,分析了多管系... 阐述了水下悬浮隧道(又称水下悬浮管桥)的概念;探讨了悬浮隧道结构的4种支撑形式,即岸锚式、桥墩支撑式、浮筒固定式和锚索固定式,并对4种支撑形式的适用性进行了对比;对悬浮隧道的跨海形式及主隧道结构断面形式进行了讨论,分析了多管系统+横通道连通形式在火灾及事故发生时的安全性。介绍了国际上悬浮隧道的相关标准:国际结构混凝土联合会(fib)在2020年发布了《水下悬浮管桥(SFTB)设计指南》(fib公告第96号),旨在为技术界提供水下悬浮管桥方案设计指南;国际隧道和地下空间协会(ITA)在2023年发布了《水下悬浮隧道(SFT)业主指南》,旨在向基础设施业主说明,水下悬浮隧道相比传统隧道的适用性;另外,挪威国家标准已率先将悬浮隧道结构纳入国家桥梁手册(2020)。梳理了悬浮隧道已有的理论研究,介绍了目前水下悬浮隧道比较热门的研究课题,比如流体-结构相互作用和冲击等。分析了水下悬浮隧道的优势,不仅能够减小主要的海洋荷载对结构的影响,而且可以降低隧道和相连结构的坡度,缩短穿越距离,保护海底地形以及减少对周围区域的噪声影响。随着人们对环境问题的日益重视,以及新材料和新技术为减少气候影响带来的机遇,悬浮隧道有望获得进一步的推广。 展开更多
关键词 水下悬浮隧道 水下悬浮管桥 指南 流体-结构相互作用 荷载 冲击 支撑形式
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椭圆形悬浮隧道管节沉放过程的波激运动特性分析
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作者 易壮鹏 桂怡琦 +1 位作者 唐新超 李宇杰 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第S01期92-104,共13页
为了理清悬浮隧道施工过程中波浪参数与沉放体系中管节运动规律、系泊锚索张力的关系,以沉放过程中的大尺度椭圆形悬浮隧道管节为研究对象,基于ANSYS-AQWA软件采用数值模拟方法分析管节在规则波作用下的波激特性。在通过已有悬浮隧道管... 为了理清悬浮隧道施工过程中波浪参数与沉放体系中管节运动规律、系泊锚索张力的关系,以沉放过程中的大尺度椭圆形悬浮隧道管节为研究对象,基于ANSYS-AQWA软件采用数值模拟方法分析管节在规则波作用下的波激特性。在通过已有悬浮隧道管节的缩尺模型试验验证本文所用数值方法正确性的基础上,研究波浪环境中大尺度椭圆形悬浮隧道管节运动的时程历程曲线、RAO曲线以及锚索支撑的索力分布规律,得到沉放系统时域、频域运动特性与波浪参数(周期、波高、入射角)及管节的沉没深度、浮重比(BWR)之间的变化关系。结果表明:1)波高、周期增大时,管节位移与缆绳缆力均显著增加,增至一定程度时管节位移出现非线性特征,锚索出现松弛现象。2)在入射角增大的过程中,垂荡RAO曲线图分布规律基本一致,横摇值增大,纵摇值减小。3)不同沉没深度时横荡RAO曲线规律一致;垂荡RAO曲线对沉没深度非常敏感,其增加时垂荡值减小;沉没深度越大,横摇RAO值越小。4)管节浮重比减小时,管节横荡位移幅值减小,变为周期运动或准周期运动,缆索索力均大于零,松弛现象消失,索力时间历程呈现准周期规律。 展开更多
关键词 悬浮隧道 沉放 波激运动特征 数值模拟 RAO曲线
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随机地震激励作用下水中悬浮隧道锚索的动力响应 被引量:11
15
作者 董满生 赵佳佳 +1 位作者 牛忠荣 耿淑伟 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期74-78,共5页
文章采用Morison公式,考虑水体对结构动力响应的影响,建立地震作用下水中悬浮隧道锚索的非线性动力方程;运用振型分解法求解结构动力方程系列解,等效线性化处理动力方程非线性项,采用虚拟激励模拟随机地震输入,数值模拟随机地震下水中... 文章采用Morison公式,考虑水体对结构动力响应的影响,建立地震作用下水中悬浮隧道锚索的非线性动力方程;运用振型分解法求解结构动力方程系列解,等效线性化处理动力方程非线性项,采用虚拟激励模拟随机地震输入,数值模拟随机地震下水中悬浮隧道锚索的动力响应,给出锚索的位移和速度功率谱;通过位移和速度功率谱分析可得随机地震激励作用下水中悬浮隧道锚索的动力行为。 展开更多
关键词 水中悬浮隧道 锚索 随机地震 虚拟激励 几何非线性
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流作用下悬浮隧道张力腿的涡激动力响应 被引量:46
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作者 麦继婷 罗忠贤 关宝树 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期600-604,共5页
利用张力腿涡激振动方程,在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下,应用伽辽金法和数值积分法,计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响,得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系.计算结果表明,当参数激励频... 利用张力腿涡激振动方程,在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下,应用伽辽金法和数值积分法,计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响,得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系.计算结果表明,当参数激励频率为张力腿1阶固有频率的2倍时,张力腿的位移响应与跨中点的动弯距均达到最大. 展开更多
关键词 悬浮隧道 张力腿 涡激动力响应
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悬浮隧道水下锚索抑振装置试验研究 被引量:14
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作者 晁春峰 项贻强 +2 位作者 杨赢 何余良 王湛 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期687-693,共7页
悬浮隧道锚索是连接悬浮隧道管体与水下基础的重要构件,其在水流作用下可能会发生涡激振动,导致结构疲劳,影响结构安全。因而,研究悬浮隧道锚索涡激振动的抑制方法,具有重要的理论和现实意义。设计了三种抑振装置:螺旋条纹,控制杆和整流... 悬浮隧道锚索是连接悬浮隧道管体与水下基础的重要构件,其在水流作用下可能会发生涡激振动,导致结构疲劳,影响结构安全。因而,研究悬浮隧道锚索涡激振动的抑制方法,具有重要的理论和现实意义。设计了三种抑振装置:螺旋条纹,控制杆和整流罩,采用试验方法研究了其抑振的有效性和适用性。通过试验发现,随着锚索倾斜角度的减小,三种抑振装置的抑振效果均有不同程度的提高,其中以三螺旋线的抑振效果最好且最稳定;随着来流角度的增大,三螺旋线和整流罩的抑振效果会不同程度的提升,但三控制杆对来流角度变化较为复杂;在多参数综合影响下,三螺旋线的抑振性能最好,推荐使用。 展开更多
关键词 悬浮隧道 涡激振动 振动抑制 节段模型试验
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等间距移动荷载作用下水中悬浮隧道管体的位移响应 被引量:14
18
作者 董满生 张嫄 +1 位作者 唐飞 杨龙昌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期760-765,931,共6页
建立一系列等间距移动荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道管体简化为两端设有阻尼的弹性支撑梁,通过伽辽金法(Galerkin法)求解悬浮隧道管体的运动方程,数值模拟悬浮隧道管体的跨中位移时程响应,分析张力腿竖向刚度、移动荷载大... 建立一系列等间距移动荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道管体简化为两端设有阻尼的弹性支撑梁,通过伽辽金法(Galerkin法)求解悬浮隧道管体的运动方程,数值模拟悬浮隧道管体的跨中位移时程响应,分析张力腿竖向刚度、移动荷载大小、移动速度、行车间距对悬浮隧道管体跨中位移的影响。结果表明:张力腿竖向刚度对悬浮隧道管体位移响应的影响最明显;移动荷载大小和速度以及行车间距也会显著影响悬浮隧道管体的跨中位移。研究结论为未来悬浮隧道的研究和建设提供重要的理论参考。 展开更多
关键词 水中悬浮隧道 移动荷载 位移响应 参数设计 数值模拟
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悬浮隧道锚索-隧道耦合非线性参数振动研究 被引量:20
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作者 孙胜男 陈健云 苏志彬 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期104-108,共5页
考虑锚索的垂度效应和水体对锚索的作用,建立了悬浮隧道锚索-隧道体耦合非线性参数振动数学模型,并用龙格-库塔积分法对其进行了数值求解。研究结果表明,隧道体的初始扰动严重影响锚索的位移响应;水体对锚索的阻尼力和附加惯性力均可减... 考虑锚索的垂度效应和水体对锚索的作用,建立了悬浮隧道锚索-隧道体耦合非线性参数振动数学模型,并用龙格-库塔积分法对其进行了数值求解。研究结果表明,隧道体的初始扰动严重影响锚索的位移响应;水体对锚索的阻尼力和附加惯性力均可减小锚索的位移响应;增大锚索或遂道体的阻尼可以显著减小锚索的振幅,通过在锚索或隧道体上设置阻尼器以消除锚索的大幅振动的方法可行。 展开更多
关键词 悬浮隧道 锚索 参数振动 数值积分
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水中悬浮隧道交通荷载模拟方法研究 被引量:7
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作者 梁波 蒋博林 《隧道建设》 北大核心 2017年第10期1232-1238,共7页
为研究水中悬浮隧道交通荷载的合理模拟方法以及交通荷载对隧道结构的影响,借鉴铁路、公路交通荷载的模拟方法,综合考虑车辆轮载、路面不平度、行车速度以及外部激励荷载等影响因素的共同作用,提出水中悬浮隧道交通荷载的模拟表达式。... 为研究水中悬浮隧道交通荷载的合理模拟方法以及交通荷载对隧道结构的影响,借鉴铁路、公路交通荷载的模拟方法,综合考虑车辆轮载、路面不平度、行车速度以及外部激励荷载等影响因素的共同作用,提出水中悬浮隧道交通荷载的模拟表达式。通过数值模拟计算,分析悬浮隧道交通荷载的变化特征,并研究不同交通荷载模拟方法对悬浮隧道结构振动位移响应的影响。结果表明:文章提出的交通荷载模拟方法计算结果符合移动振动荷载的波动性和周期性特征。在对结构振动位移响应影响方面,固定均布荷载相当于静载,移动集中荷载和移动振动荷载时的位移变化幅值相对固定均布荷载时的大且影响相似,但移动振动荷载时的振幅稍大,体现了交通荷载中动荷载部分对结构振动位移响应的影响,更适合用来模拟悬浮隧道中的交通荷载。 展开更多
关键词 水中悬浮隧道 交通荷载 移动振动荷载 数值模拟 结构动力响应
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