风振及控制5-抖振
风振及风振控制-涡振PPT幻灯片课件
生涡振的机率，增强了三维结构上的涡激力的相关性。
• 涡激振动是一种限幅振动，对结构的质量和阻尼较为敏感，当结构质量和阻尼均较小时，
涡激共振振幅可能很大。
• 涡激振动常发生在较低风速下，出现频度较高，易使结构构件产生疲劳破坏、人感不适、
成桥后的振动实例
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Li Jiawu ,The Faculty of Highway, Chang'an University
1.3.2金门桥主梁涡振
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Li Jiawu ,The Faculty of Highway, Chang'an University
1.3.2金门桥主梁涡振
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Li Jiawu ,The Faculty of Highway, Chang'an University
1.3.2金门桥主梁涡振
• 1938.2 强烈西风 行走困难 桥梁摇晃
•
未作观测 渐渐忘却（Tacoma垮桥）
• 1941.2.1 瞬时风速27m/s 持续3小5m 竖向频率 0.125Hz
•
最大弯曲位置 L/4 振幅 60cm
Li Jiawu ,The Faculty of Highway, Chang'an University
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1.3.1 主梁涡振实例
成 桥 后 的 振 动 实 例
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Li Jiawu ,The Faculty of Highway, Chang'an University
1.3.1 主梁涡振实例
1.2.1 涡激振动
•
风流经钝体结构时会在结构的两侧产生不对称的旋涡脱落，使结构表面受到周期性的
桥梁风振及其制振措施(PPT,17页)
主梁涡激振动 拉索风雨激振 桥塔涡激振动 主梁随机抖振
驰振 颤振
风振控制措施
颤振控制
驰振控制:
驰振和涡振控制
涡振控制: 提高结构阻尼比
施工时附加TMD、TLD或TLCD阻 尼器
风雨振控制
斜拉索表面制造成凹痕或螺旋线，可以减轻斜拉索风 雨振的程度。
加辅助索，预防拉索风雨振
机械减振措施
加阻尼器（如TMD，磁流变阻尼器）
TACOMA NARROWS BRIDGE
日本东京湾通道桥的涡激共振
主桥为10跨一联的钢箱梁连 续梁桥，最大跨度240m，宽 22.9m, 梁高6-11.5m。
在16-17m/s的风速作用下， 发生竖向涡激振动，跨中振幅 达50cD），涡激振动振幅只有 5 cm。
•驰振：细长结构因气流自激作用发生的纯弯曲大幅振动。如结 冰电线振动，塔柱、吊杆、拉索容易产生驰振形象。
•抖振：气流力受结构振动影响较小，气流力是一种强迫力，主 要是大气紊流导致结构强迫振动。
•涡振：大跨度桥梁在低风速下容易发生的一种 风致振动。
桥梁风振控制
绝对控制： 主梁风振失稳
尽量控制： 考虑控制：
•桥梁风振及其制振措施
Tacoma Narrows Bridge：位于美国华 盛顿州，1940年建成，三跨连续加劲 梁悬索桥，主跨853m，宽11.9m,加劲 梁为H型板梁，梁高2.45m。 建成4个月后，在18m/s的风速(8级)作 用下，发散振动持续70min。最后，吊 杆断裂，加劲梁坠落河中。 原因：颤振失稳。
斜拉索风雨振
日本名港西大桥（MeikoNishi）、洞庭湖大桥均实测到拉 索在风雨共存的条件下，发生风雨振。称为影响最大的一种桥 梁病害。
俄国伏尔加大桥“蛇形共振”
大跨径斜拉桥抗风稳定性研究
大跨径斜拉桥抗风稳定性研究摘要：伴随着我国桥梁跨径的不断延展伸长，对于柔性较大的斜拉桥来讲，在设计时需要考虑风致效应产生的空气动力问题，对应问题需要多方面因素出发提出风振控制手段措施，以保证大跨径斜拉桥具有足够的抗风稳定性。
关键词：大跨径桥梁；风致效应；气动措施中图分类号：TU 13 文献标志码：A 文章编号：1940年塔科马海峡大桥发生严重风毁事件，引发了国际桥梁工程界及空气动力界的极大关注，这也标志着自此为桥梁风工程研究的起点，使得在桥梁设计之中开始考虑桥梁风致效应的严重性。
由此可见风致效应对大跨径桥梁有着极其重要的作用，桥梁在抗风方面的研究也有着举足轻重的意义。
明确大跨径斜拉桥在抗风设计中的设计要点；找到大跨径斜拉桥不同设计参数对结构气动稳定性的影响；根据风致振动的机理，能够采用相应的结构措施、气动措施、机械措施来提高桥梁的抗风性能[1]，具有重要工程价值及研究意义。
1 桥梁风致灾害实例2020年5月5日下午15时左右，连接珠江两岸的广东虎门大桥发生了异常的抖动现象，悬索桥桥面晃动不但感知明显，影响了行车的舒适性及交通安全性，且其振幅在监控中显示为波浪形，幅值过大。
这件事情引发了不单有我国桥梁工程专业的广泛关注，在社会中也激发了广大人民群众的激烈讨论及反响。
此次虎门大桥的异常晃动并没有发生一定的损失，相关部门也立即采取措施，对虎门大桥进行双向封闭管制，对虎门大桥也进行了紧急的全面检查检测，交通运输部也组建了专家工作组到现场进行研究指导。
随着我国大跨径桥梁的发展建设，桥梁风害也时有发生，例如广州九江公路斜拉桥在施工过程中吊机被8级大风吹倒进而砸坏主梁；江西长江公路铁路两用桥吊杆发生涡激共振；上海杨浦大桥斜拉索的风雨振引起的拉索索套严重毁坏等[3]。
灾害的发生时刻警醒着人们，大跨径斜拉桥的设计中有关抗风设计日益成为焦点；桥梁风害的问题的重要性，促使着人们对桥梁风致效应的研究不断深入。
2 桥梁结构的风致效应桥梁结构的风致效应十分复杂，它受结构的形状、刚度、风的自然特性以及二者相互作用的影响。
风力发电机组振动故障原因分析及处理
【摘要】风电机组振动超限类故障是一个非常常见的故障，因为涉及电气、传动、控制、结构、环境很多因素，使得该类故障分析及处理有一定难度。
本文通过一个真实案例，详细阐明机舱加速度超限故障分析过程，为该类故障提供解决方案。
【关键字】振动控制桨距加阻1.引言风力发电机组振动超限类故障较为常见，不仅因为风电机组结构，细长的叶片及塔筒，沉重的机舱容易产生振动。
还有多环节的传动链及偏航系统；复杂的控制策略，开关过程、控制过程，加之一系列动态载荷，如：阵风、湍流、波浪（海上风机）、地震、叶轮转动等；都有容易激发机组的强烈振动；另外测量回路中测量本体，线路虚接及干扰问题造成的测量信息错误引发故障也占了该类故障触发相当大的比重。
以上提及的部分都使得该故障频次较高。
相反目前风电机组普遍仅安装了机舱水平方向（X前后、Y左右、Z上下）加速度传感器，又无机组主要部件固有频率仿真结果，一旦发生实际振动，很难找到振动部位，在无经验可循的情况下便大大增加了处理难度。
振动故障的处理及分析过程需要有一定的专业知识，涉及方面包括电气、传动、控制、结构、环境很多因素。
本文主要通过描述一个真实振动案例分析和解决的过程，寻求一个该故障的普遍解决办法，为解决风力发电机组振动故障提供参考和借鉴。
2.测量回路引发故障2.1 检测回路基本原理为防止机组振动引发严重后果，一般风电机组会配备加速度传感器计量机舱振动情况，有些机组厂商还会增加摆锤作为后备保护串入安全链中，通过调节摆锤的重心高度，达到相应的加速度限值要求。
加速度传感器主要通过对内部质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值，根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。
大部分整机厂商应用的是一种电容式加速度传感器，输出信号是加速度正比电压。
也有整机厂商应用的是PCH，使用CAN 通讯进行传输信号，可以测量X、Y、Z三个方向加速度值。
图1：加速度传感器以某机型为例，这种传感器（见图1）可以测量X和Y两个方向上的振动加速度，测量范围为-0.5g～+0.5g（g重力加速度），相对应输出的信号范围为0～10V。
大跨径桥梁的风振控制研究
等。 １ ２ 机械 阻尼控 制措 施 ．
全性的威胁 日益引起人们的高度关切。桥梁风致振 动 主要包 括颤 振 、 振 、 激 振动 及 驰 振 等 ， 已对 抖 涡 并
课题 。
一
大跨 径桥 梁 的颤 振 临界 风速 是 描 述 颤 振 性 能 的参
数， 它取决 于 主 梁 横 断 面 外 形 及 结 构 的 动 力 特 性 。
因此 ， 制桥梁 颤振 ， 即提高 桥梁 临界 风速 的措施 控 也 主要有 ２种 ： 空气 动 力 学 措施 及 外 加 机 械 阻 尼装 置
各 种风致 振动 建立 了研究 方法 。在 以上 几种风致 振
动中， 以对桥 梁 具 有摧 毁 性 作 用 的颤 振 （ ｌｔｒ 和 Ｆｕｔ ） ｅ 经 常发生 的抖振 （ ｕ ｅｉｇ 最受 研究 人 员 和设 计 人 Ｂｆｔ ） ｎ
员 的关注 。颤振 是在 一定 风速下 桥梁发 生 的气 动 失
维普资讯
２０ ０７年 ６月
噪
声
与
振
动
控
制
第 ３期
文章编号 ：０ ６—１５ （０ ７ ０ ０ ２ ０ １０ ３５ ２０ ）３— ０ ８— ３
大 跨径 桥 梁 的风 振 控 制研 究
王廷 臣
（ 河北 交通 职业技 术 学院 土木 工程 系， 家庄 ０ ０９ ） 石 ５０ １
ｔ ｉ ａ ｅ ，ｔ ｅ ａ ｈｉｖ ｍｅ ｔ ｆｓｕ ｙ ｏ ｎ －ｎ ｃ ｄ ｉ ｒ ｔｏ ｅ ｐ ｃａ ｌ ｎ ｆｕｔ ｒ ａ ｂ ｆ ｔ ｇ， ｆ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｈ ｃ ｅ ｅ ｎ ｓ ｏ ｔ ｄ ｎ ｗｉ ｄ ｉ ｄｕ ｅ ｖｂ ａｉｎ， ｓ ｅ ｉｌ ｏ ｔ ｎｄ ｕ ｅ ｉ ｙ ｌ ｅ ｎ ｏ ｌｎ —ｐ ｎ ｂ ｄ ｅ ． ｏ ｇ ｓ ａ ｒ ｇ ｓ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ｉ ｒ ｔｏ ｎ ｖ ｙ ｗｏ ｄ ｖｂ ａ ｉｎ ａ ｄ ｗａ ｅ；ｌｎ —ｐ ｎ ｂ ｉ ｇ ｓ；ｆｕ ｔｒ；ｂ ｆｅｉ ｇ；ｗｉ ｄ—ｎ ｕ ｅ ｉ ｒ ｔ ｎ ｃ ｎ ｏ ｇ ｓ ａ ｒｄ ｅ ｌ ｔｅ ｕ ｆｔｎ ｎ ｉｄ ｃ ｄ ｖｂａｉ ｏ — ｏ
风振及控制6-颤振讲义
2.2作用于桥梁的空气力
2.2.1．定常气动力 当气流以恒定不变的速度及方向绕过固定不动的物体时，就形成了 一定常的（即不随时间变化的）流场，空气对物体表面的动压力的合力 就是空气的作用力，也是定常的。对于二维流动，空气的定常作用力可 表达为静力三分力： 阻力 升力 力矩
FH
M
1 V 2 HLC H 2
时的折算速度即为临界值Kc，此时相应的颤振临界风速为
vcr
无量纲的Kc值称为Theodorson值（Th)，于是：
Bf Kc
1
vc Th Bf
2.5抗风设计中颤振稳定性的检验
1. 颤振稳定性检验准则：
Vcr [Vcr ]
2.4抗风设计中的经验公式
对于非平板的实际桥梁断面，一般应通过风洞试验确定相对于平板临界风速的截 面形状折减系数hs和攻角折减系数h，在初步设计阶段可按Van der Put公式或Selberg 公式计算平板颤振临界风速，再 照下表给出的折减系数进行修正
2.4.1关于振型的选取
在二维颤振计算中，正确的选取竖弯模态和扭转模态十分重要。通常桥梁的 弯扭耦合颤振总是以第一对称竖弯模态与第一对称扭转模态的组合、或者第一反 对称竖弯模态和第一反对称模态的组合为控制模态。 2.4.2用于纯扭转颤振的经验公式 对于非流线型的桥梁断面，由于A2*曲线的负阻尼倾向，容易发生扭转形式的 颤振，颤振的频率接近扭转频率，由结构阻尼和气动负阻尼总和为零的条件为：
2.2.2．非定常气动力
当结构发生振动时，由于周围的绕流受结构变位的干扰而发生变化，导致 作用在结构上的空气力也随时间发生变化。这种作用力由于是伴随结构振动产生 的，称为自激气动力，它是非定常气动力的主要形式。 （1）Theodorson平板空气力公式 1935年，Th. Theodorson首先从 理论上研究了薄平版的非定常气动 力。他根据流体力学势流理论求得 了作用于振动平板上的非定常气动 力的解析表达式。对于图示二维理 想平板，在均匀水平流场中作微小 振动时所受到的非定常空气升力和 力矩可表达为：
超高层建筑的风振分析与控制
超高层建筑的风振分析与控制随着城市化进程的加速，超高层建筑在世界各地如雨后春笋般涌现。
这些高耸入云的建筑不仅是城市的地标，也是现代建筑技术的杰作。
然而，超高层建筑在面临强风时，会产生风振现象，这对建筑的安全性和舒适性构成了严峻的挑战。
因此，对超高层建筑进行风振分析与控制至关重要。
风振是指风对建筑物的作用引起的结构振动。
对于超高层建筑来说，由于其高度较大、结构柔性增加，风振的影响更为显著。
风振可能导致建筑结构的疲劳损伤、构件破坏，甚至影响建筑物的使用功能和居住者的舒适度。
为了确保超高层建筑在风荷载作用下的安全可靠，需要深入了解风振的产生机制和特点，并采取有效的分析和控制方法。
风振分析是研究超高层建筑在风荷载作用下响应的重要手段。
常见的风振分析方法包括风洞试验、数值模拟和理论分析等。
风洞试验是一种通过在风洞中模拟实际风场环境，对建筑模型进行测试的方法。
通过测量模型在不同风速和风向条件下的力和位移响应，可以获得较为准确的风振特性数据。
数值模拟则是利用计算机软件对风场和建筑结构进行建模和计算，能够快速预测风振响应，但需要对模型的准确性进行验证。
理论分析则基于力学原理和数学方法，对风振问题进行简化和求解，但在处理复杂结构和流场时存在一定的局限性。
在进行风振分析时，需要考虑多种因素。
首先是风的特性，包括风速、风向、风谱等。
不同地区的风特性差异较大，因此需要根据建筑所在的地理位置和气象条件确定合适的风荷载参数。
其次是建筑的结构特性，如结构形式、刚度分布、质量分布等。
这些因素会影响建筑对风荷载的响应。
此外，还需要考虑建筑周围的环境，如周边建筑物的干扰、地形地貌等。
风振控制是减小超高层建筑风振响应的有效措施。
常见的风振控制方法包括被动控制、主动控制和半主动控制。
被动控制是通过在建筑结构中设置耗能装置或调整结构的自身特性来消耗风振能量，例如安装调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等。
主动控制则是通过外部能源输入，实时调整控制系统的参数，以主动抵消风振的作用。
浅谈桥梁结构的风振控制
浅谈桥梁结构的风振控制现代桥梁结构趋于轻、柔的特点给结构本身抗风抗震性能提出了考验。
由此可见，通过对大跨度桥梁的抗风问题进行理论研究，采取有效的措施把风对桥梁的危害控制在容许范围内，具有十分重要的理论价值和实际意义。
上世纪80年代以来，桥梁风振控制理论研究发展迅速，并且得到了实际应用。
随着大跨度桥梁的普遍兴建和高效能建桥材料的广泛应用，现代桥梁的结构形态逐渐向大跨、轻、柔方向发展。
虽然这对于美观及经济性方面是有益的，但是却给结构设计、施工甚至运营提出了更高更严格的要求。
大跨度桥梁作为生命线工程的重要组成部分，在政治、经济领域占据着重要的地位，对于它们的安全性应给予格外的重视。
现代桥梁结构趋于轻、柔的特点给结构本身抗风抗震性能提出了考验。
随着大跨度柔性桥梁的出现，风荷载往往成为结构上的支配性荷载。
风是空气从气压大的地方向气压小的地方流动而形成的。
风在行进中遇到结构，就形成风压力，使结构产生振动和变形。
桥梁受风力的作用后，结构物振动与风场间产生的互制现象—空气弹力效应所引起的气动力不稳定现象机率大为增加，强风、弱风都有可能使之整体或局部产生损坏。
例如，1940年11月7日，美国华盛顿州建成才4个月的老塔科马(Tacoma)悬索桥(主跨853m)仅在8级大风作用下就发生强烈的风致振动而破坏的严重事故。
该事件促使了桥梁工程界对结构风致振动的研究，并由此发展了一门新的学科—桥梁风工程学。
近几年来，随着我国大跨度桥梁的建设，桥梁风害也时有发生，江西九江长江公铁两用钢拱桥吊杆的涡激共振；上海杨浦大桥斜拉索的涡振和雨振损坏套索等。
由此可见，通过对大跨度桥梁的抗风问题进行理论研究，采取有效的措施把风对桥梁的危害控制在容许范围内，具有十分重要的理论价值和实际意义。
2、桥梁结构的风致振动桥梁结构风致振动可分为两大类：一类为限幅振动，主要包括抖振和涡激振；另一类为发散性振动，主要包括驰振和颤振。
桥梁的抖振是指桥梁结构在紊流场作用下的随机性强迫振动。
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24
桥 梁 风振及控制
抖 振
时域颤抖振分析方法
脉动风速场模拟 可分为两类，一是基于线性滤波技术的回归方法；一是基于三
角级数叠加的谱解法（Spectral representation）。回归方法
的特点是计算速度快，但算法烦琐，需对模型的类型、阶次、 参数进行估计，模拟精度较差。谱解法的特点是算法简单，理 论完善，其样本的高斯特性、均值及相关函数的一致性、均值 及相关函数的各态历经特性等都已得到数学证明，模拟结果较 为可靠，但计算工作量较大。随着计算技术的进一步发展，谱 解法在工程领域得到了广泛的应用。
结构轴向风的微小变化对结构响应影响较小 可忽略展向二次流，作用在桥跨任意截面的压力仅与该截面有受风情 况有关，对桥梁适用，对高层建筑无效。 紊流脉动风速对于平均风速来说很小，阵风荷载可表达为阵风风速的 线性函数
7
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport分析步骤1
自然风的特性（风谱及相关特性） Simiu横桥向风速谱及顺桥向风速谱
基于复模态技术的多模态耦合分析方法
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport理论
Davenport首先讨论了简单的单自由度的弹性结构的阵风响应，然后将 其推广到细柔、延展的线状结构，如大跨悬索桥、烟囱、高架输电线 等。
点结构和线结构在分析中的区别：
1）点结构是单模态，而线结构是多模态，风谱是宽带 2）点结构只受一点的顺时脉动风速影响，而线结构需考虑风速沿跨向 的空间变化，即空间相关性
nSu f 200 f u 2 1 50 f 5 3 (3-15)
nSv f 15 f 2 u 1 9.5 f 5 3
Lumley-Panofsky竖向风速谱 nS f 3.36 f u 1 10 f
w 2 5 3
相干函数采用Davenport形式
度较高，持久的振动会引起构件疲劳，过大的振幅或加速度可能
导致行人不舒适，危及高速行车安全，甚至使构件发生强度破坏。
紊流包括自然大气中的紊流、结构物自身引起的特征紊流以及以
由相邻结构物尾流产生的紊流，通常所说的抖振是指由自然大气
中的紊流引起的。
自然大气中的紊流可近似看作平稳随机过程，抖振响应可基于随
频 率(Hz)
9
桥 梁 风振及控制
抖 振
典型谱图II（主梁）
150 125
1000
功率谱 (m2/s)
功率谱 (m2/s)
100 75 50 25 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
100
10
1
0.1 1E-3 0.01 0.1 1
频率(Hz)
频率(Hz)
10
桥 梁 风振及控制
抖 振
风速空间相关性
600
800
1000
时间 （s）
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport相干函数
1.0 0.8
相干函数
0.6 0.4 0.2 0.0 1E-4 1E-3 0.01 0.1 1
12
频率(Hz)
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport分析步骤2
沿桥跨方向作用的二维空气力
13
14
桥 梁 风振及控制
25
桥 梁 风振及控制
抖 振
气动力时域化
静风力
抖振力
气动导纳时域化
自激力
Scanlan提出的桥梁断面自激力表达式是基于颤振导数的频域表达
式，常用的时域化模型有Scanlan提出的阶跃函数（Indicial function）模型和Y.K. Lin提出的脉冲响应函数（Impulse-response
频域 时域左跨中 时域右跨中
0.1
1E-3
1E-5
1E-7
0.00 0 20 40 60 80
频域 时域
0.1 1
1E-9
风 速(m/s)
频率(Hz)
29
1 u x, t A Dbu x, t U 2 B 2 C D 0 1 t 2 U B 1 u x, t A wx, t 0 C D 0 Lbu x, t U 2 B 2C L 0 2 t C L 3 t 2 U B U 1 u x , t w x , t 0 M bu x, t U 2 B 2 2C M 0 4 t C M 5 t 2 U U
21
M se
桥 梁 风振及控制
抖 振
广义运动方程
22
23
桥 梁 风振及控制
抖 振
频域分析方法的局限性
结构为线弹性，系统为时不变（对风敏感结构，通常较柔，其 非线性行为不容忽视）
各运动分量间的耦合效应较难考虑 当结构质量中心、转动中心及气动力中心不重合时难以考虑 结构质量特性、刚度特性及气动外形变化时 对于较柔的结构，分析模态较多，工作量较大
机振动理论进行频域或时域分析。
3
气动弹性效应，细高、细长结构
4
5
桥 梁 风振及控制
抖 振
频域抖振分析理论
抖振由大气紊流引起 假定竖向和扭转模态之间不存在耦合 Davenport分析方法 Scanlan分析方法
YK Lin分析方法
多模态耦合分析方法 全耦合分析方法
6
桥 梁 风振及控制
抖 振
计算结果
0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 -0.2 -0.3 100
左跨跨中处
右跨跨中处
竖向位移(m)
150
200
250
300
时间 (s)
28
桥 梁 风振及控制
抖 振
结果处理
0.24
竖 向 位 移 均 方 根 (m)
0.18 0.12 0.06
横 向 位 移 功 率 谱 (m2s)
19
桥 梁 风振及控制
抖 振
Davenport分析步骤5-6
结构的内力响应 求得了结构的振型位移后，由 位移求内力的过程将是一介静 力学的问题，根据力和位移的 关系可求出内力功率谱及响应 方差。 抖振反应的概率评价 根据得到的脉动风引起的抖振 位移的反应和内力反应的统计 量（功率谱，方差等），按适 当的概率分布理论推算最大期 望值，并由此进行概率评价。
15 10 5 0 -5 -10 -15
第 1点处
速 (m/s) 风
0 15 10 5 0 -5 -10 -15 0 15 10 5 0 -5 -10 -15 0
200
400
600
800
1000
第 2点处
速 (m/s) 风
200
400
600
800
1000
第 46点处
11
速 (m/s) 风
200
400
抖 振
Davenport分析步骤3
整个桥跨结构上的三维空气力
15
16
桥 梁 风振及控制
抖 振
气动导纳
气动导纳反映了由风速到风压过程 中气动力的非定常特性，主要表 现在以下两个方面： 1）紊流的空间相关特性决定了气动力沿断面的相互补偿，即气动力 具有断面的相关性。 2) 仅当风速的脉动波长大于约10倍结构特征长度时，气流才上拟定 常的，否则气动力将与频率有关 Davenport在假定紊流分量的比尺为 时，给出了宽度和高度大 7 n 致相等断面的气动导纳
抖振的机理及分析方法
抖振的定义及特点 抖振的频域分析方法 抖振的时域分析方法
桥 梁 风振及控制
抖 振
桥梁抖振的引入
概念来自航空学
机翼的振动
细长结构的抖振 桥梁的抖振
2
桥 梁 风振及控制
抖 振
抖振的定义（Buffeting）
由风中紊流成份诱发桥梁产生的一种强迫振动。 抖振是一种限幅振动，不会引起结构灾难性的破坏，但其发生频
Davenport先基于随机振动理 论提出频域抖振分析理论， 引入联合接受函数来描述气 动力沿跨向的相关性，用气 动导纳函数来表达气动力的 非定常特性。但对自激力考 虑不足，粗略地考虑了气动 阻尼的影响忽略了气动刚度 的影响及气动耦合效应。
20
桥 梁 风振及控制
抖 振
Scanlan颤抖振理论
Scanlan的准定常气动力表达式，并引入气动导纳函数修正
1 h * B * * h * p * p U 2 B KH1* KH2 K 2 H3 K 2H4 KH5 K 2H6 2 U U B U B 1 h * B * * h * p * p U 2 B 2 KA1* KA2 K 2 A3 K 2 A4 KA5 K 2 A6 2 U U B U B
1U
17
2
2 7 7 1 e 7 2
桥 梁 风振及控制
抖 振
抖振分析的Davenport概念
18
桥 梁 风振及控制
抖 振
步骤4
位移响应 用振型分解法，将 结构的振动位移反 应和脉动风引起的 空气力都按广义坐 标展开成振型的级 数形式，则结构的 运动方程将解耦成 各阶振型的广义坐 标形式
顺桥向风速谱
第17点(高173.6m)
10
第9点(高93.6m)
功率谱 (m2/s)
功率谱 (m2/s)