基于SHM的大跨度斜拉橋風(fēng)場(chǎng)特性及風(fēng)效應(yīng)研究.pdf

1、中國橋梁建設(shè)正處于高速發(fā)展期，橋梁跨度越來越大，結(jié)構(gòu)越來越輕柔，風(fēng)致振動(dòng)成為控制設(shè)計(jì)的主要因素之一。本文以江蘇沿海高速(G15)灌河大橋?yàn)楣こ瘫尘埃诮Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析該地區(qū)風(fēng)場(chǎng)特性，對(duì)灌河大橋進(jìn)行顫振和抖振時(shí)域分析，主要工作有:
　　(1)基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，研究灌河大橋良態(tài)氣候下風(fēng)場(chǎng)特性，并進(jìn)行實(shí)測(cè)脈動(dòng)風(fēng)的非高斯和非平穩(wěn)性檢驗(yàn)。
　　(2)采用Fluent軟件對(duì)灌河大橋成橋狀態(tài)下主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面進(jìn)行二維流體仿真模擬

2、，識(shí)別相應(yīng)的顫振導(dǎo)數(shù)和三分力系數(shù)。
　　(3)采用Lin提出的自激力脈沖函數(shù)表達(dá)式及ANSYS有限元軟件，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)顫振時(shí)域分析。
　　(4)以實(shí)測(cè)風(fēng)譜及規(guī)范風(fēng)譜為依據(jù)，模擬灌河大橋脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程，分析其在設(shè)計(jì)風(fēng)速下的抖振響應(yīng)。
　　得到主要結(jié)論如下:
　　(1)統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，灌河大橋基本處于良態(tài)氣候條件，最大風(fēng)速不超過15m/s，且主要受東北風(fēng)的影響，實(shí)測(cè)風(fēng)功率譜與各種形式理論譜差異較大，灌河大橋?qū)崪y(cè)脈動(dòng)風(fēng)是符合

3、高斯模型的平穩(wěn)隨機(jī)過程。
　　(2)流線型斷面及π型斷面顫振導(dǎo)數(shù)及三分力系數(shù)識(shí)別結(jié)果表明，F(xiàn)luent進(jìn)行橋梁斷面二維氣動(dòng)參數(shù)識(shí)別具有較大的準(zhǔn)確性及合理性;計(jì)算得到了灌河大橋成橋狀態(tài)下主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面的三分力系數(shù)及零度攻角下的顫振導(dǎo)數(shù)。
　　(3)提出了橋梁結(jié)構(gòu)自激振動(dòng)時(shí)域計(jì)算的“狀態(tài)假定”法和“重啟動(dòng)迭代”法，實(shí)現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)顫振和抖振時(shí)域分析的統(tǒng)一化處理。
　　(4)灌河大橋顫振臨界風(fēng)速在172m/s左右，遠(yuǎn)大于其檢驗(yàn)風(fēng)