大跨度橋梁臺(tái)風(fēng)風(fēng)環(huán)境實(shí)測(cè)與風(fēng)振失效機(jī)理研究中文摘要

沿海地區(qū)大跨橋梁風(fēng)振響應(yīng)理論一般基于良態(tài)氣候模式。事實(shí)上，臺(tái)風(fēng)多發(fā)區(qū)內(nèi)柔性結(jié)構(gòu)對(duì)于臺(tái)風(fēng)極值風(fēng)速作用非常敏感，盡管我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)受臺(tái)風(fēng)影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一，抗風(fēng)規(guī)范并未對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)荷載作相應(yīng)的規(guī)定。從已有的工程實(shí)踐來看,臺(tái)風(fēng)極值風(fēng)速往往成為控制大跨橋梁設(shè)計(jì)、施工的關(guān)鍵因素。由于缺少必要的研究?jī)?chǔ)備，如何考慮臺(tái)風(fēng)作用下橋梁風(fēng)振響應(yīng)并提出控制措施是困擾橋梁工程師的一項(xiàng)難題，為此，擬開展臺(tái)風(fēng)氣候模式下大跨梁風(fēng)環(huán)境實(shí)測(cè)與風(fēng)振失效機(jī)理研究。該項(xiàng)研究將為建立臺(tái)風(fēng)氣候模式下大跨橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)理論與方法奠定基礎(chǔ)。主要內(nèi)容如下：(1)建立隨機(jī)參數(shù)臺(tái)風(fēng)模型和工程場(chǎng)地極值風(fēng)速預(yù)測(cè)方法；(2)結(jié)合臺(tái)風(fēng)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果，探討沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)氣候風(fēng)特性參數(shù)取值規(guī)律；(3)建立考慮多種隨機(jī)性因素的全概率方法大跨橋梁風(fēng)振失效評(píng)價(jià)方法；(4)研究臺(tái)風(fēng)作用下大跨橋梁失效機(jī)理和氣動(dòng)控制措施，為大跨橋梁風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減振控制措施提供合理的依據(jù)。 2100433B

應(yīng)用PIV流場(chǎng)顯示技術(shù)觀測(cè)、記錄和分析典型橋梁斷面的氣流繞流特征，輔以CFD計(jì)算和測(cè)壓試驗(yàn)，在細(xì)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(dǎo)的非定常氣動(dòng)力與橋梁斷面運(yùn)動(dòng)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(fēng)振機(jī)理的分析方法，并對(duì)大跨度橋梁典型斷面的風(fēng)振機(jī)理進(jìn)行深層次的分析和總結(jié)。最后應(yīng)用PIV流場(chǎng)顯示技術(shù)和風(fēng)振機(jī)理分析方法，對(duì)大跨度橋梁顫振和渦振氣動(dòng)控制的機(jī)理進(jìn)行分析和探討。.目前橋梁風(fēng)振機(jī)理和氣動(dòng)控制機(jī)理的研究比較少，且集中在以氣動(dòng)阻尼、振動(dòng)形態(tài)為對(duì)象的宏觀層面研究，缺乏細(xì)觀層面研究的現(xiàn)狀使得理論框架不完善，難以獲取對(duì)風(fēng)振機(jī)理的透徹認(rèn)識(shí)，亦難以對(duì)應(yīng)用型研究提供應(yīng)有的指導(dǎo)和理論支撐。通過將PIV技術(shù)應(yīng)用到橋梁風(fēng)振研究中去，推動(dòng)細(xì)觀層面研究的突破，實(shí)現(xiàn)細(xì)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(yīng)用指導(dǎo)上都具有重大意義。 2100433B