斜風(fēng)作用下大跨度橋梁抖振非線性時(shí)域分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.pdf

1、本文在現(xiàn)有的抖振基本理論以及斜風(fēng)抖振頻域分析方法的基礎(chǔ)上，建立了一套大跨度橋梁抖振非線性時(shí)域分析方法，重點(diǎn)分析和研究脈動(dòng)風(fēng)非線性以及氣動(dòng)非線性等因素對(duì)橋梁抖振的影響，主要工作包括以下幾方面： 1、針對(duì)目前斜風(fēng)作用下橋梁抖振頻域分析方法不能全面的考慮橋梁結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)非線性的問題，基于準(zhǔn)定常理論及斜氣動(dòng)片條理論，建立斜風(fēng)作用下考慮靜風(fēng)非線性大位移效應(yīng)、三維脈動(dòng)風(fēng)和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)引起的氣動(dòng)力非線性效應(yīng)的橋梁隨機(jī)抖振非線性時(shí)域分析方法。分析中，

2、將脈動(dòng)風(fēng)分為低頻和高頻兩個(gè)部分，低頻部分抖振力和自激力按照準(zhǔn)定常理論建模，并通過瞬時(shí)等效風(fēng)攻角和風(fēng)偏角考慮了脈動(dòng)風(fēng)和結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，而高頻部分的自激力按照線性非定常模型計(jì)算，高頻部分的抖振力則可按非線性準(zhǔn)定常模型也可以按線性模型計(jì)算，并通過引入氣動(dòng)導(dǎo)納函數(shù)來考慮非定常效應(yīng)。 2、開發(fā)了用于測(cè)量斜風(fēng)下橋梁斷面六分量氣動(dòng)力系數(shù)的雙支式節(jié)段模型六分量測(cè)力的實(shí)驗(yàn)裝置，并通過風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得了主梁斷面六分量氣動(dòng)系數(shù)隨風(fēng)偏角和風(fēng)攻角

3、變化的數(shù)據(jù)庫(kù)，分析了六分量氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)向角變化特點(diǎn)和規(guī)律。結(jié)果表明：斜風(fēng)下主梁六分量氣動(dòng)力系數(shù)隨風(fēng)偏角和風(fēng)攻角的變化并非單調(diào)增減，而是在局部風(fēng)偏角和風(fēng)攻角范圍內(nèi)取得相應(yīng)的極值點(diǎn)。 3、對(duì)南京長(zhǎng)江三橋在斜風(fēng)下的抖振響應(yīng)進(jìn)行了頻域和非線性時(shí)域分析，并將其與相應(yīng)氣動(dòng)彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：非線性時(shí)域計(jì)算結(jié)果與頻域計(jì)算結(jié)果相比更接近試驗(yàn)結(jié)果，與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。 4、利用所建立的分析方法，對(duì)南京長(zhǎng)江三橋抖振響應(yīng)