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大跨度桥梁沿跨向主梁涡激振动研究

鲜荣  
【摘要】: 本文回顾总结了大跨度桥梁主梁涡激振动研究方法,介绍了钝体二维、三维涡脱特性,探讨了钝体主梁涡脱特性及涡激振动主要影响因素,并详细介绍了描述大跨度桥梁主梁涡激振动的一些具有代表性意义的半经验模型。本文利用风洞试验和理论分析相结合的方法,推导了大跨度桥梁主梁一维涡激振动响应及其涡激力描述方法;推导了沿跨向主梁涡激振动响应及其涡激力描述方法;并探讨了利用节段模型试验识别涡激力的方法。本文的主要研究内容有: 1.回顾总结了涡激振动研究发展历程及现状。 2.介绍了钝体二维、三维典型涡脱特征,为大跨度桥梁主梁涡激振动响应研究提供理论和试验基础。 3.探讨了大跨度桥梁主梁涡激振动响应主要影响因素。如雷诺数效应,紊流特性(紊流度和紊流尺度),气动外形(宽高比、风攻角和附加气动装置)以及Scruton数等。 4.介绍了半经验模型在描述钝体主梁一维或二维涡激振动响应中的应用,并推导了经验线性模型、Scanlan经验非线性模型和Larsen广义非线性经验模型竖向、扭转涡激振动一次近似解析解。 5.探讨了基于单自由度经验模型的涡激力识别方法。以江津观音岩长江大桥为例,通过节段模型试验识别主梁成桥态、施工态涡激力。 6.考虑主梁涡激力跨向相关性、振型等因素作用,推导基于单自由度经验模型的沿跨向主梁竖向、扭转涡激振动响应描述方法。 7.研究节段模型涡激力识别方法,在节段模型涡激力识别过程中考虑相关性效应后,识别得到更准确的涡激力。 8.设计了箱梁断面拉条模型,通过测试沿跨向主梁涡激振动响应获得涡激力相关性效应函数。


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