斜風(fēng)作用下大跨度橋梁隨機(jī)抖振機(jī)理及分析方法研究

首先運(yùn)用隨機(jī)振動(dòng)理論、準(zhǔn)定常理論和氣動(dòng)片條理論建立和完善斜風(fēng)作用下考慮靜風(fēng)荷載所致結(jié)構(gòu)大位移影響的大跨度橋梁全耦合隨機(jī)抖振分析頻域和時(shí)域方法，開發(fā)出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。然后，采用節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)和CFD數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對(duì)一大跨度橋梁在斜風(fēng)作用下主梁、橋塔等構(gòu)件斷面的氣動(dòng)參數(shù)的進(jìn)行設(shè)別。最后，通過大跨度橋梁隨機(jī)抖振響應(yīng)分析和全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)其在斜風(fēng)作用下的隨機(jī)抖振機(jī)理進(jìn)行研究，并對(duì)所建立的

首先，通過節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)識(shí)別典型橋梁斷面的氣動(dòng)導(dǎo)納等參數(shù)，并測(cè)量脈動(dòng)風(fēng)和抖振力沿跨向的空間相關(guān)性。其次，基于橋梁斷面氣動(dòng)導(dǎo)納和抖振力空間相關(guān)性等參數(shù)的風(fēng)洞試驗(yàn)識(shí)別結(jié)果，發(fā)展能考慮實(shí)測(cè)抖振力空間相關(guān)性的大跨度橋梁耦合抖振響應(yīng)分析方法，開發(fā)出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。然后，應(yīng)用橋梁抖振響應(yīng)分析方法和全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)大跨度橋梁的抖振機(jī)理進(jìn)行研究，并驗(yàn)證耦合抖振理論分析方法的可靠性和適用性。通過與傳統(tǒng)抖振 2100433B

超大跨度橋梁主要指跨度超過2000m的懸索橋和跨度超過1000m的斜拉橋。許多在一般大跨度橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)中可以粗略處理的問題在超大跨度橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)中卻可能成為設(shè)計(jì)控制條件而必須仔細(xì)加以研究。日本、丹麥、意大利等國(guó)率先開展了抗風(fēng)研究理論與方法的精細(xì)化進(jìn)程。氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)是橋梁斷面氣動(dòng)參數(shù)中最難測(cè)定的一個(gè)參數(shù)，它的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到抖振響應(yīng)估計(jì)的準(zhǔn)確性。意大利學(xué)者的單一頻率測(cè)定抖振力的方法與復(fù)氣動(dòng)導(dǎo)納的概念，在抖振力研究的精細(xì)化方向上前進(jìn)了一大步，但有兩個(gè)不足之處：第一是只能生成與氣動(dòng)方向垂直的豎向脈動(dòng)分量，因而只能測(cè)定與豎向脈動(dòng)分量相關(guān)的3個(gè)氣動(dòng)導(dǎo)納。第二是主動(dòng)格柵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)只能提供近似的正弦波。本申請(qǐng)項(xiàng)目將在意大利學(xué)者研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入研究，開發(fā)出更為完善的一套單一頻率測(cè)定復(fù)氣動(dòng)導(dǎo)納的方法，實(shí)現(xiàn)6個(gè)氣動(dòng)導(dǎo)納的同時(shí)測(cè)定；深入研究雷諾數(shù)影響，不同頻率分量之間的耦合效應(yīng)，抖振力與自激力的耦合與分離等等 2100433B