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紊流风对大跨度分体双箱梁桥梁的作用

许志豪  
【摘要】:本文通过昂船洲桥桥址风场实测及相应风洞试验获取了抖振响应分析参数,并在此基础上建立和发展了大跨度桥梁精细化频域抖振分析方法。为了准确地取得桥址紊流风场特性并以此作为昂船洲桥抗风设计的依据,特别于东桥塔处安装了一个紊流风参数监测系统。该系统由安装于50米高钢结构桅杆上的超声风速仪、机械风速仪、加速度计等相应传感设备所组成。同时为了更能准确地了解昂船洲桥桥身和桥塔的紊流风场特性,通过1比1500地貌模型风洞试验收集了桥址和桅杆位置的紊流风场特性的互相关信息。此外为了求取桥身断面的动力特性,还进行了一系列1比80缩尺节段模型风洞试验。本文在此基础上通过相应的数据分析以识别昂船洲桥抖振响应分析所需的相关参数,包括三分力系数,颤振导数,气动导纳函数和抖振力相干函数等。通过风特性的实测数据分析和地貌模型试验,取得了可靠的风特性参数,为抖振分析也为今后抖振响应实测对比奠定了坚实的基础。对于采用分体双箱这种新颖桥梁断面的气动性能有了新的想法,如槽宽对气动阻力,气动导纳函数,抖振力相干函数,颤振稳定性的影响,雷诺数效应等,对今后采用分体双箱断面的大跨度桥梁抗风设计具有重要参考价值。 昂船洲特大斜拉桥采用特殊的分体双箱梁结构形式,双箱梁间开槽达14.3米。由于目前国际上对这类特殊桥身的实际应用极为有限,因此进行相应的敏感度测试以确保全桥的气动特性不会因为分离体梁槽宽的改变而发生显着变化就显得尤为必要。为此通过一系列节段模型测压风洞试验取得了不同槽宽的桥身断面在不同紊流尺度下的抖振力模型。由此本文提出了分体双箱梁桥面阵风荷载的经验公式。在对基于风相关的传统抖振分析的基础上,本文提出了新的桥梁抖振响应的


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