大跨度橋梁臺風風環(huán)境實測與風振失效機理研究

沿海地區(qū)大跨橋梁風振響應理論一般基于良態(tài)氣候模式。事實上，臺風多發(fā)區(qū)內(nèi)柔性結(jié)構(gòu)對于臺風極值風速作用非常敏感，盡管我國是世界上少數(shù)幾個受臺風影響最嚴重的國家之一，抗風規(guī)范并未對臺風風荷載作相應的規(guī)定。從已有的工程實踐來看,臺風極值風速往往成為控制大跨橋梁設(shè)計、施工的關(guān)鍵因素。由于缺少必要的研究儲備，如何考慮臺風作用下橋梁風振響應并提出控制措施是困擾橋梁工程師的一項難題，為此，擬開展臺風氣候模式下大跨梁風環(huán)境實測與風振失效機理研究。該項研究將為建立臺風氣候模式下大跨橋梁抗風設(shè)計理論與方法奠定基礎(chǔ)。主要內(nèi)容如下：(1)建立隨機參數(shù)臺風模型和工程場地極值風速預測方法；(2)結(jié)合臺風實際觀測結(jié)果，探討沿海地區(qū)臺風氣候風特性參數(shù)取值規(guī)律；(3)建立考慮多種隨機性因素的全概率方法大跨橋梁風振失效評價方法；(4)研究臺風作用下大跨橋梁失效機理和氣動控制措施，為大跨橋梁風險評估和減振控制措施提供合理的依據(jù)。 2100433B

應用PIV流場顯示技術(shù)觀測、記錄和分析典型橋梁斷面的氣流繞流特征，輔以CFD計算和測壓試驗，在細觀層面上定量研究橋梁斷面周圍的旋渦非定常演化規(guī)律及其誘導的非定常氣動力與橋梁斷面運動的非線性關(guān)系。然后以此為基礎(chǔ)，結(jié)合宏觀層面研究成果，建立適合于澄清橋梁風振機理的分析方法，并對大跨度橋梁典型斷面的風振機理進行深層次的分析和總結(jié)。最后應用PIV流場顯示技術(shù)和風振機理分析方法，對大跨度橋梁顫振和渦振氣動控制的機理進行分析和探討。.目前橋梁風振機理和氣動控制機理的研究比較少，且集中在以氣動阻尼、振動形態(tài)為對象的宏觀層面研究，缺乏細觀層面研究的現(xiàn)狀使得理論框架不完善，難以獲取對風振機理的透徹認識，亦難以對應用型研究提供應有的指導和理論支撐。通過將PIV技術(shù)應用到橋梁風振研究中去，推動細觀層面研究的突破，實現(xiàn)細觀、宏觀研究成果的結(jié)合，無論是在理論框架完善還是工程應用指導上都具有重大意義。 2100433B