斜風(fēng)作用下大跨度橋梁隨機抖振機理及分析方法研究中文摘要

首先運用隨機振動理論、準(zhǔn)定常理論和氣動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抖振分析頻域和時域方法，開發(fā)出相應(yīng)的計算機程序。然后，采用節(jié)段模型風(fēng)洞試驗和CFD數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對一大跨度橋梁在斜風(fēng)作用下主梁、橋塔等構(gòu)件斷面的氣動參數(shù)的進行設(shè)別。最后，通過大跨度橋梁隨機抖振響應(yīng)分析和全橋氣彈模型風(fēng)洞試驗對其在斜風(fēng)作用下的隨機抖振機理進行研究，并對所建立的

首先，通過節(jié)段模型風(fēng)洞試驗識別典型橋梁斷面的氣動導(dǎo)納等參數(shù)，并測量脈動風(fēng)和抖振力沿跨向的空間相關(guān)性。其次，基于橋梁斷面氣動導(dǎo)納和抖振力空間相關(guān)性等參數(shù)的風(fēng)洞試驗識別結(jié)果，發(fā)展能考慮實測抖振力空間相關(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)的計算機程序。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)洞試驗對大跨度橋梁的抖振機理進行研究，并驗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)計中可以粗略處理的問題在超大跨度橋梁抗風(fēng)設(shè)計中卻可能成為設(shè)計控制條件而必須仔細加以研究。日本、丹麥、意大利等國率先開展了抗風(fēng)研究理論與方法的精細化進程。氣動導(dǎo)納函數(shù)是橋梁斷面氣動參數(shù)中最難測定的一個參數(shù)，它的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到抖振響應(yīng)估計的準(zhǔn)確性。意大利學(xué)者的單一頻率測定抖振力的方法與復(fù)氣動導(dǎo)納的概念，在抖振力研究的精細化方向上前進了一大步，但有兩個不足之處：第一是只能生成與氣動方向垂直的豎向脈動分量，因而只能測定與豎向脈動分量相關(guān)的3個氣動導(dǎo)納。第二是主動格柵驅(qū)動系統(tǒng)只能提供近似的正弦波。本申請項目將在意大利學(xué)者研究基礎(chǔ)上進一步深入研究，開發(fā)出更為完善的一套單一頻率測定復(fù)氣動導(dǎo)納的方法，實現(xiàn)6個氣動導(dǎo)納的同時測定；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