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索—拱组合结构中斜拉索的非线性参数振动

土木工程学报 2006年第12期39卷 67-72页

作者：赵跃宇吕建根湖南大学湖南长沙410082

索-拱组合结构是大跨度拱桥施工过程中非常重要的临时结构。对大跨度拱桥施工过程中普遍存在的索-拱组合结构建立了非线性力学模型,考虑由于索的初始垂度、大位移而引起的几何非线性因素的影响,推导索-拱组合结构的非线性运动方程,对索... 详细信息

索-拱组合结构是大跨度拱桥施工过程中非常重要的临时结构。对大跨度拱桥施工过程中普遍存在的索-拱组合结构建立了非线性力学模型,考虑由于索的初始垂度、大位移而引起的几何非线性因素的影响,推导索-拱组合结构的非线性运动方程,对索-拱组合结构的边界条件与连接条件进行了简化,拱在连接处的边界条件被简化为用索的抗拉刚度表示的径向弹性支撑,拱在连接处的运动作为对索的周期性激励,建立索的非线性参数振动方程,运用多尺度摄动方法,对拉索可能发生的参数共振和亚谐波共振进行了理论研究和数值分析,确定了索-拱组合结构中拉索参数共振和亚谐波共振的影响因素及发生条件。研究结果表明,在拱的低阶局部振动频率处于一定区域时,拱的小幅振动能够激发拉索的大幅度运动,影响大跨度拱桥施工过程中索-拱组合结构的稳定性和安全性,对于一个给定阻尼和频率比的系统,足够小的激励幅值能够有效避免系统发生参数共振。

关键词：索—拱组合结构斜拉索参数共振亚谐波共振

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某钢管混凝土系杆拱桥病害检测及其加固

工业建筑 2012年第8期42卷 158-161页

作者：吕建根王荣辉仲恺农业工程学院城市建设学院广州510225 华南理工大学土木与交通学院广州510641

随着交通工程的高速发展,作为连接道路的桥梁,起着至关重要的作用。由于长期超载以及收缩徐变等原因,某钢管混凝土系杆拱桥出现了包括拱肋下挠、钢管混凝土脱空、拱座裂缝、系杆及吊杆锈蚀等病害,在对该桥进行综合检测的基础上,采取一... 详细信息

随着交通工程的高速发展,作为连接道路的桥梁,起着至关重要的作用。由于长期超载以及收缩徐变等原因,某钢管混凝土系杆拱桥出现了包括拱肋下挠、钢管混凝土脱空、拱座裂缝、系杆及吊杆锈蚀等病害,在对该桥进行综合检测的基础上,采取一系列的加固措施,通过一段时间运营后,表明这些措施有效缓解了结构的现有病害,加固效果良好,可供类似桥梁工程的加固设计参考。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥病害加固

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索拱组合结构的动力建模及其内共振分析

中南大学学报（自然科学版） 2010年第1期41卷 316-321页

作者：吕建根赵跃宇王荣辉华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 仲恺农业工程学院城市建设学院广东广州510225 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

利用索拱组合结构连接处的位移协调条件及边界条件,建立索拱组合结构的简化运动学控制方程,利用Galerkin模态截断,得到索拱组合结构的多模态离散动力学方程;利用多尺度摄动方法,分析索拱组合结构可能出现的内共振模式,并对索拱组合结构... 详细信息

利用索拱组合结构连接处的位移协调条件及边界条件,建立索拱组合结构的简化运动学控制方程,利用Galerkin模态截断,得到索拱组合结构的多模态离散动力学方程;利用多尺度摄动方法,分析索拱组合结构可能出现的内共振模式,并对索拱组合结构的内共振行为进行数值模拟。研究结果表明:当索拱的结构设计参数值都在非共振区域时,索拱的动力耦合作用非常弱,索和拱的动力学性质可不考虑耦合作用进行单独分析;若索拱的结构设计参数值在共振区域时,索拱出现内共振,索和拱之间相互激励,能量不断地在索拱之间交换,振幅此消彼长,其最大振幅远大于非共振时的最大振幅。

关键词：索拱组合结构动力建模内共振数值模拟

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梁主共振情形下索梁结构1∶1内共振分析

计算力学学报 2016年第1期33卷 45-50页

作者：吕建根康厚军赵跃宇仲恺农业工程学院城市建设学院广州510225 湖南大学土木工程学院长沙410082

研究梁产生主共振情形下索梁组合结构的1∶1内共振问题。基于斜拉桥中的索梁组合结构模型,忽略索梁纵向惯性力的影响,考虑弯曲刚度、几何非线性及垂度等因素,利用索梁连接处的变形协调条件,采用Hamilton变分原理建立了索梁结构面内耦合... 详细信息

研究梁产生主共振情形下索梁组合结构的1∶1内共振问题。基于斜拉桥中的索梁组合结构模型,忽略索梁纵向惯性力的影响,考虑弯曲刚度、几何非线性及垂度等因素,利用索梁连接处的变形协调条件,采用Hamilton变分原理建立了索梁结构面内耦合非线性偏微分方程,运用Galerkin离散和多尺度法研究了梁主共振情形下索梁的1∶1相互作用问题,获得了内共振时的平均方程和分叉响应曲线方程。以某斜拉桥中索梁结构参数为例,研究了内共振时索梁结构之间的相互影响及时程曲线。结果表明,索容易出现共振情形,并呈现出较强的非线性特点;梁振动对索振动影响显著,索振动对梁振动影响较小;索梁内共振时能量相互交换,索梁振幅呈现此消彼长的现象。

关键词：斜拉桥索梁结构弯曲刚度梁主共振 1∶1内共振

斜拉索拱考虑拱受外激励作用下1∶1内共振分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2009年第12期36卷 13-17页

作者：吕建根金波赵跃宇王荣辉华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 仲恺农业工程学院城市建设学院广东广州510225 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

研究在拱受外激励作用下斜拉索拱结构中索拱之间1∶1内共振问题.当拱的某阶频率接近索的某阶频率时,可导致索拱之间出现1∶1内共振,利用已建立的斜拉索拱非线性动力学耦合面内运动微分方程,采用Galerkin方法把斜拉索拱的面内运动方程进... 详细信息

研究在拱受外激励作用下斜拉索拱结构中索拱之间1∶1内共振问题.当拱的某阶频率接近索的某阶频率时,可导致索拱之间出现1∶1内共振,利用已建立的斜拉索拱非线性动力学耦合面内运动微分方程,采用Galerkin方法把斜拉索拱的面内运动方程进行离散,然后利用多尺度法对离散的运动方程进行摄动得到拱主共振情况下的平均方程,研究在拱受到外激励作用下拱振动对索振动产生的影响,同时对斜拉索拱内共振时的稳定、分叉及混沌情况进行了分析.结果表明:拱受到外激励产生共振后,通过索拱之间的内共振容易激发对柔性索的振动,导致索出现较大的幅值.能量在索拱之间相互传递,原本静止的索也可能出现共振,共振频域区间内索拱振动将出现跳跃、分叉及混沌等复杂的非线性动力学行为.

关键词：斜拉索拱 1∶1内共振分叉混沌

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大跨度拱桥无支架扣挂系统设计与拱肋安装

铁道建筑 2009年第6期49卷 22-24页

作者：吕建根张辉华南理工大学土木与交通学院广州510641 仲恺农业工程学院城市建设学院广州510225 湖南路桥建设集团公司长沙410004

以茅草街大桥钢管拱肋安装施工为例,介绍了该桥主跨368 m钢管混凝土拱肋无支架扣挂系统设计以及采用此系统进行拱肋安装施工的过程。其中一些关键技术进一步完善了大跨度拱桥无支架斜拉扣挂施工方法,其经验对今后同类型桥梁的施工具有... 详细信息

以茅草街大桥钢管拱肋安装施工为例,介绍了该桥主跨368 m钢管混凝土拱肋无支架扣挂系统设计以及采用此系统进行拱肋安装施工的过程。其中一些关键技术进一步完善了大跨度拱桥无支架斜拉扣挂施工方法,其经验对今后同类型桥梁的施工具有很好的参考价值。

关键词：大跨度拱桥扣挂系统拱肋安装

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考虑弯曲刚度斜拉索面内面外内共振分析

力学季刊 2016年第3期37卷 572-580页

作者：吕建根康厚军仲恺农业工程学院城市建设学院广东广州510225 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

本文研究桥梁工程中含弯曲刚度斜拉索的面内面外内共振问题.描述了工程中斜拉索变形的三种状态,考虑弯曲刚度、大变形及垂度等因素,忽略斜拉索纵向惯性力的影响,运用Hamilton变分原理建立了含弯曲刚度的斜拉索面内面外耦合偏微分控制方... 详细信息

本文研究桥梁工程中含弯曲刚度斜拉索的面内面外内共振问题.描述了工程中斜拉索变形的三种状态,考虑弯曲刚度、大变形及垂度等因素,忽略斜拉索纵向惯性力的影响,运用Hamilton变分原理建立了含弯曲刚度的斜拉索面内面外耦合偏微分控制方程,采用Galerkin方法对偏微分方程离散,并运用多尺度摄动方法进行了求解,获得了斜拉索可能存在的内共振模式,以工程中一根斜拉索为例,运用有限元法对其进行动力特性分析,列出了斜拉索前10阶面内面外振动频率,找出面内面外可能产生内共振的模态,分别研究了主共振条件下斜拉索面内和面外1:1、2:1内共振情形,获得了有意义的结论.

关键词：斜拉索弯曲刚度面内面外内共振

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结构参数对大跨度缆索参数振动的影响

中外公路 2016年第3期36卷 157-161页

作者：吕建根王荣辉仲恺农业工程学院城市建设学院广东广州510225 华南理工大学土木与交通学院

研究结构参数对特大悬索桥施工中缆索参数振动的影响。将塔顶振动位移考虑为主缆的参数激励项,利用Newton定律,考虑缆索垂度、大变形等因素,建立缆索的参数振动控制方程,运用多尺度摄动方法分析缆索参数振动,以矮寨特大悬索桥缆索为例,... 详细信息

研究结构参数对特大悬索桥施工中缆索参数振动的影响。将塔顶振动位移考虑为主缆的参数激励项,利用Newton定律,考虑缆索垂度、大变形等因素,建立缆索的参数振动控制方程,运用多尺度摄动方法分析缆索参数振动,以矮寨特大悬索桥缆索为例,分析了结构参数发生变化时,缆索参数振动的幅频响应、位移响应及索力增量变化过程。结果表明:桥塔的激励幅值对参数振动影响最为显著,其次为主缆的初张力,垂度变化对参数振动响应影响最小。在特大悬索桥施工过程中,为避免缆索产生参数振动,应重点控制桥塔塔顶局部振动幅度。

关键词：悬索桥缆索结构参数参数振动

茅草街大桥368m跨主拱肋缆索吊装施工技术

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建筑技术 2009年第2期40卷 169-171页

作者：吕建根张辉仲恺农业工程学院城市建设学院广州510225 湖南路桥建设集团公司长沙410004

茅草街大桥为主跨368m的自锚中承式钢管混凝土拱桥,在同类型桥型中跨度最大。主拱拱肋采用三跨缆索吊吊装施工,技术含量高,施工难度大。实践表明,茅草街大桥钢管拱肋缆索吊装施工较为成功,其经验值得为同类型桥梁施工借鉴。

关键词：茅草街大桥缆索吊装系统施工技术