鈍體主梁斷面渦激振動拉條模型試驗研究.pdf

1、我國大跨度鋼橋越來越多，研究與防止渦激振動已成為我國大跨橋梁抗風(fēng)設(shè)計的關(guān)鍵難題之一，橋梁結(jié)構(gòu)渦激振動問題也是目前橋梁抗風(fēng)研究領(lǐng)域的熱點問題之一。目前大跨度橋梁主梁結(jié)構(gòu)渦激振動主要通過節(jié)段模型風(fēng)洞試驗檢驗，理論分析方法僅停留在二維模型階段，三維理論分析近乎空白。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金“大跨度橋梁主梁結(jié)構(gòu)渦激力展向相關(guān)性試驗研究”課題(資助編號:51178181)，重點對鈍體主梁斷面的渦激振動響應(yīng)及渦激力的展向相關(guān)性進行試驗研究。設(shè)計并制

2、作寬高比為5∶1的矩形斷面拉條模型，進行不同阻尼比條件下渦激振動響應(yīng)和渦激力測試，進而對矩形斷面高階渦振響應(yīng)規(guī)律和渦激力展向相關(guān)性進行研究，最后按歐洲規(guī)范渦振振幅估算公式對本文試驗?zāi)Ｐ蜏u振響應(yīng)進行了計算，并與試驗結(jié)果進行了比較。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)在簡要綜述大跨度橋梁渦激振動、渦激力展向相關(guān)性及多階模態(tài)渦激振動研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，考慮影響渦激振動的渦激力展向相關(guān)性、振型等因素，確定采用拉條模型風(fēng)洞試驗來研究矩形鈍體斷面

3、渦激振動的三維效應(yīng)，并給出了本文的主要研究內(nèi)容與研究技術(shù)路線。
　　(2)介紹了渦激力展向相關(guān)性的基本概念及影響因素，對寬高比為5∶1的矩形斷面節(jié)段模型渦激力展向相關(guān)性試驗結(jié)果進行了數(shù)據(jù)處理與分析，并采用模型測壓結(jié)果計算渦激力，進而對矩形斷面模型渦激振動響應(yīng)進行計算，并與試驗測試結(jié)果進行比較，兩者總體吻合良好。
　　(3)在簡要介紹拉條模型基本原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計并制作了寬高比為5∶1的矩形斷面拉條模型，并對其結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)

4、進行了測試。分別進行了含測壓管路和不含測壓管路的拉條模型試驗，對矩形鈍體斷面三維渦激振動響應(yīng)試驗結(jié)果進行了系統(tǒng)分析，并與按歐洲規(guī)范渦振振幅估算公式計算的不同模態(tài)進行比較。提出了節(jié)段模型渦激力展向相關(guān)性的振型修正方法，并采用剛體節(jié)段模型渦激力展向相關(guān)性與拉條模型渦激力展向相關(guān)性試驗數(shù)據(jù)進行了檢驗。分別對模型固定狀態(tài)和自由振動狀態(tài)下渦激力展向相關(guān)性進行了計算。
　　(4)采用拉條模型試驗實測了不同風(fēng)速條件下模型由“靜止—共振”狀態(tài)響應(yīng)