苏通大桥气弹模型气动失稳分析
苏通大桥气弹模型气动失稳分析
许福友１陈艾荣２（１．大连理工大学，辽宁大连１１６０２４；２．同济大学，上海２０００９２）摘要：大跨柔性桥梁气弹模型在风荷载作用下会产生明显的竖向、侧向位移和附加攻角。推导气弹模型实测位移修正表达式，对苏通大桥气弹模型高风速时实测位移进行修正，对比分析修正前后差异。绘制了苏通大桥主跨跨中断面、１／４断面和边跨跨中３个典型断面扭转中心的运动轨迹，分析其特点，对苏通大桥气弹模型气动失稳现象进行解释。基于随机搜索方法和随机子空间方法识别得到的模态参数，对苏通大桥气弹模型进行复模态颤振分析。分析结果表明：苏通大桥气弹模型可视为一种非常规索网复合系统，其气动失稳振动表现为保持平衡状态的竖向、侧向和扭转耦合滚动，扭转频率成分在竖弯和侧弯振动中参与很多，而竖弯和侧弯频率成分在其他两种振动中参与很少。关键词：苏通大桥；气弹模型；气动失稳；位移修正；模态耦合中图分类号：Ｕ４４１．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００－１３１Ｘ（２００７）０７－００４４－０６ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆａｎａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅ
ＸｕＦｕｙｏｕ１ＣｈｅｎＡｉｒｏｎｇ２（１．ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｎｄｅｒｗｉｎｄｌｏａｄｓ，ｏｂｖｉｏｕｓｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｎｄａｄｄｉｔｉｏｎａｌａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋｏｃｃｕｒｆｏｒａｎａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｌｏｎｇ－ｓｐａｎｆｌｅｘｉｂｌｅｂｒｉｄｇｅ．Ｆｏｒｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌ，ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓａｒｅｄｅｒｉｖｅｄ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｉｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌａｎｄｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．ＦｏｒＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅｄｅｃｋ，ｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｏｆｔｏｒｓｉｏｎａｌｃｅｎｔｅｒｓｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎｓ（ｍｉｄｓｐａｎｓｅｃｔｉｏｎａｎｄ１／４－ｓｐａｎｓｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｓｐａｎａｎｄｍｉｄｓｐａｎｏｆｓｉｄｅｓｐａｎ）ａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆｔｈｅＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｉｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇａｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｓｕｂｓｐａｃｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｌｕｔｔｅｒｆｏｒｔｈｅＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．ＴｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓａｎｉｒｒｅｇｕｌａｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｂｌｅ－ｎｅｔｓｙｓｔｅｍ．Ａｔｔｈｅａｉｒ－ａｃｔｕａｔｅｄｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｓｔａｔｅ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｘｈｉｂｉｔｓｃｏｕｐｌｅｄｖｅｒｔｉｃａｌ，ｌａｔｅｒａｌｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｔｏｒｓｉｏｎ．Ｔｏｒｓｉｏｎｌａｒｇｅｌｙｏｃｃｕｒｓｉｎｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｗｈｅｒｅａｓｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｌａｔｅｒａｌｍｏｄｅｓａｒｅａｌｍｏｓｔｎｏｔｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｏｔｈｅｒｔｗｏｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅ；ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌ；ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｍｅｎｄｍｅｎｔ；ｍｏｄａｌｃｏｕｐｌｉｎｇＥ－ｍａｉｌ：ｆｕｙｏｕｘｕ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
引言
苏通大桥主桥为一座九跨钢箱梁斜拉桥，跨度布置为１００ｍ＋１００ｍ＋３００ｍ＋１０８８ｍ＋３００ｍ＋１００ｍ＋１００ｍ。桥塔为混凝土结构，高度约为３００ｍ。主梁为带风嘴的闭口钢箱梁，梁高为４．０ｍ，主梁总宽度为４１．０ｍ。全桥气弹模型风洞试验在同济大学ＴＪ－３边界层风洞完成［１］，图１为置于风洞中的成桥状态气弹模型。苏通大桥跨径很大，气弹模型很柔，因此在脉冲激励和风荷载作用下产生较大附加攻角、竖向和侧向位移，尤其在接近气动失稳临界状态时，附加攻角可达到５°。桥梁气弹模型风洞试验位移响应一般由位移计实测，当附加攻角和侧向位移较大时，直接测量得到的位移信号不能反应结构真实响应，需对测量信号进行修正，否则将影响结构响应的估算精度。基金项目：国家自然科学基金（５０４７８１０９）、高等学校博士点专项科研基金（２００４０２４７０２６）作者简介：许福友，博士，讲师收稿日期：２００６－１０－２５土木工程学报ＣＨＩＮＡＣＩＶＩＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＪＯＵＲＮＡＬ第４０卷第７期２００７年７月Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．７Ｊｕｌ．２００７・・第４０卷第７期图３主梁扭转中心竖向位移时程Ｆｉｇ．３Ｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆｄｅｃｋｔｏｒｓｉｏｎａｌｃｅｎｔｅｒ苏通大桥成桥状态气弹模型在均匀流场中０°和＋３°攻角气动失稳表现为主梁和拉索作侧向和竖向大振幅近似椭圆形同步运动，并伴有扭转，索的参与所占比例很高，与一般大跨度斜拉桥和悬索桥颤振失稳形式不同。本文首先推导气弹模型实测位移信号修正表达式，对苏通大桥气弹模型实测计算位移信号进行修正，对比分析跨中断面扭心和边缘考虑位移修正与否所之间的偏差，然后将苏通大桥气弹模型视为一种非常规的索网复合振动系统，进而分析高风速时位移信号功率谱演变规律，最后进行复模态颤振计算，分析苏通大桥气弹模型气动失稳特点。１位移修正表达式推导
风洞中桥梁气弹模型主梁横断面竖向、侧向和扭转位移响应可采用如图２所示测量系统。
零风速时３个位移计读数分别为Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０。在来流作用下，３个位移计读数分别为Ｓ１（ｔ），Ｓ２（ｔ），Ｓ３（ｔ），设某ｔ时刻断面扭心竖向、侧向和扭转的位移分别为ｄｙ（ｔ），ｄｚ（ｔ），ｄα（ｔ），由此可得３个测点竖向和侧向位移分别为：Ｓ１（ｔ）－Ｓ１０＝ｄｙ（ｔ）＋［ｄ１＋ｄｚ（ｔ）］ｄα（ｔ）Ｓ２（ｔ）－Ｓ２０＝ｄｙ（ｔ）－［ｄ２－ｄｚ（ｔ）］ｄα（ｔ）（１）Ｓ３（ｔ）－Ｓ３０＝－ｄｚ（ｔ）＋［ｄ３＋ｄｙ（ｔ）］ｄα（ｔ）然而，断面竖向、侧向和扭转位移一般计算如下：ｄｙ（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）－Ｓ１０＋Ｓ２（ｔ）－Ｓ２０２＝ｄｙ（ｔ）＋ｄｚ（ｔ）ｄα（ｔ）ｄｚ（ｔ）＝Ｓ３（ｔ）－Ｓ３０＝－ｄｚ（ｔ）＋［ｄ３＋ｄｙ（ｔ）］ｄα（ｔ）（２）ｄα（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）－Ｓ１０－Ｓ２（ｔ）＋Ｓ２０ｄ１＋ｄ２＝ｄα（ｔ）由式（２）计算的位移并非其真实值，真实位移为：ｄα（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）－Ｓ１０－Ｓ２（ｔ）＋Ｓ２０ｄ１＋ｄ２ｄｙ（ｔ）＝Ｓ１（ｔ）－Ｓ１０＋Ｓ２（ｔ）－Ｓ２０２＋［Ｓ３（ｔ）－Ｓ３０］ｄα（ｔ）－ｄ３［ｄα（ｔ）］２１＋［ｄα（ｔ）］２ｄｚ（ｔ）＝－Ｓ３（ｔ）＋Ｓ３０＋［ｄ３＋ｄｙ（ｔ）］ｄα（ｔ）（３）由此可知，扭转角可采用两个竖向位移计读数直接计算得到，当同时存在侧向和扭转位移时，原有计算竖向和侧向位移表达式（２），就理论而言是错误的，需要采用式（３）进行修正。需要特别指出的是，当位移计相对断面位置（上下或左右）、断面扭转方向或风向发生变化时，式（１）～（３）中的一些符号应作相应调整。由此可知，直接采用式（２）既有可能高估也可能低估断面真实位移响应，取决于位移计布置方式和断面的扭转方向，因此应引起足够的重视。２苏通大桥气弹模型风致位移响应修正
苏通大桥气弹模型在高风速时产生很大的附加攻角和平动线位移，需对实测位移修正。步骤如下：（１）采集零风速时位移计读数时程，记录起初始平均值；（２）采集某风速时位移计读数时程；（３）采用式（３）对主梁扭心线位移和角位移时程进行修正；（４）计算主梁扭心及边缘线位移时程；（５）由气弹模型主梁扭心和边缘位移推算实桥主梁扭心线和边缘位移。根据苏通大桥气弹模型＋３°攻角时风洞试验实测位移信号推算实桥桥面标高处风速为８８ｍ／ｓ时跨中断面扭心处竖向和侧向振动位移时程分别如图３和图４所示，图中实线位移信号已经作了修正。由此可见，此时主梁跨中断面扭心竖向和侧向静风位移分别约为３ｍ和４．５ｍ，最大位移分别约为５．５ｍ和５．８ｍ。图１苏通大桥气弹模型Ｆｉｇ．１ＡｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅ
图２桥梁主梁位移测量示意图Ｆｉｇ．２Ｓｋｅｔｃｈｍａｐｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋ许福友等・苏通大桥气弹模型气动失稳分析４５・・土木工程学报２００７年图５苏通大桥主梁在某一拟周期内运动轨迹Ｆｉｇ．５ＫｉｎｅｍａｔｉｃｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｏｆＳｕｔｏｎｇＢｒｉｄｇｅｄｅｃｋｗｉｔｈｉｎａｑｕａｓｉｐｅｒｉｏｄ另外，位移修正前后差值也时绘于图中，由此可知，实测信号将夸大桥梁结构真实风致位移响应，超过６％。
３苏通大桥主梁运动轨迹及特点分析
图５为苏通大桥主梁中跨跨中断面，１／４断面和边跨跨中断面扭心在某一拟周期（由于运动轨迹并非封闭曲线图形，而是分布在某区域内，因此仿照混沌理论中“拟周期”命名方式）内的运动轨迹，坐标原点为零风速时主梁扭心平衡位置。图６为在某段时间内苏通大桥主梁运动轨迹。在失稳临界状态，主梁运动具有以下特点：（１）中跨跨中与１／４断面同相位运动，说明中跨对称同步运动；中跨与边跨反相位运动，中跨在静风作用下处于被上抬和侧倾状态，而边跨处于被下压和反侧倾状态；（２）中跨竖向位移增大，即向上运动时，侧向位移减小，此时迎风运动，即竖向达到最大位移时，侧向位移达到最小值，侧向最靠近无风系统平衡位置。简言之，中跨向上迎风运动，向下顺风运动；边跨同样也是向上迎风运动，向下顺风运动；（３）作倾斜狭长的近似椭圆形（并非真正椭圆形）运动，而不是作倾斜直线运动，之所以如此是与竖向和侧向振动频率、振幅和相位有关。图７为苏通大桥主梁断面在某些时刻所处空间位置示意图，图中同时给出了断面扭心线、迎风侧和背风侧边缘运动示意方向。虚线主梁断面为零风速时平衡位置，攻角和位移都作了放大处理，以便分析。由观察到的试验现象和实测信号可知，主梁侧移上抬，且始终为正攻角，越靠近迎风侧，振幅越大。
４苏通大桥气动失稳现象解释
根据图５、图６和试验所拍录像，可以对苏通大桥成桥状态气弹模型气动失稳现象作如下描述和解图４主梁扭转中心侧向位移时程Ｆｉｇ．４Ｉａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｈｉｓｔｏｒｙｏｆｄｅｃｋｔｏｒｓｉｏｎａｌｃｅｎｔｅｒ
苏通大桥风险评估与对策(C1标)
苏通大桥主桥基础施工C1合同段 施工期风险评估及对策
中港第二航务工程局 Ⅸ—1 施工期风险评估及对策
1.概述
苏通大桥是目前世界上拟建的最大跨度的双塔双索面斜拉桥，也是国内外具有重大影响的工程，大桥建设将代表着我国21世纪的建桥水平，其主桥基础工程量大、技术含量高、施工工期紧，要求施工的人员数量及机械设备种类多、材料用量大、施工质量高，因此，为了将其建设成国内领先、世界一流水平的工程，必须对其在施工期间的风险进行预测及评估，并据此提出相应的对策及措施。
2.工程主要特点及难点
2.1 施工区域水深达20m，最大潮流流速达3.0m/s。
2.2 江面开阔，宽度达6～10km，风吹程大，江面极易形成波浪。
2.3 由于河床底部为粉细沙，启动流速较小，基础施工期间，在河床未防护的情况下，河床最大冲刷深度可达27.3m。
2.4 桥址位于长江航运最繁忙的下游江口河段，水上施工安全保证难度大。
2.5 工程规模大、质量要求高、工期紧、施工组织难度大。
1）水上现浇混凝土量达20多万m3，钢结构加工量达2万吨。
2）直径2.5m的钻孔桩数量达205根，最大桩长近120.0m，需穿过深厚粉细砂层，设计要求桩身垂直度允许最大偏差＜1/200，成孔难度大。
3）钢筋笼最大长度近120.0m，最大重量达80多吨，设计要求各根桩身钢筋笼接长次数不应超过3次。
4）钻孔灌注桩桩身混凝土设计标号为40号，单根桩混凝土浇筑量达600m3。
5）本工程钻孔灌注桩均为摩擦桩，为保证桩基设计承载力，设计要求从钻孔到护筒底口以下到混凝土浇筑顶面越过护筒底端的时间不应超过72小时，工序时间要求紧。
6）桥址所处河段为渔产较为丰富水域，施工期环保要求高。
7）索塔基础钢护筒参与结构受力，对钢结构制作质量要求高。
大跨度桥梁颤振后状态气动稳定性
第４８卷第６期 ２０１３年１２月 西南交通大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨＷＥＳＴ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．４８ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２０１３
文章编号：０２５８－２７２４（２０１３）０６－０９８３－０６ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８－２７２４．２０１３．０６．００３
大跨度桥梁颤振后状态气动稳定性
王骑， 廖海黎， 李明
（西南交通大学风工程试验研究中心， 水， 马存明
四川成都６１００３１）
摘要：为了能对大跨度桥梁颤振后主粱的运动形式给出合理解释，选取大振幅下流线型箱梁断面的４种典型 非线性气动力工况，基于非线性气动力和非线性振动微分方程，应用四阶龙格一库塔算法，分析了大跨度桥梁主 梁在大振幅条件下的气动稳定性．结果表明：大跨度桥梁主梁在颤振后的不同振幅和折算风速条件下可出现不 同的运动形式；若气动力仅做负功或负功显著大于正功，主梁振动将收敛；若气动力仅做正功或正功显著大于负 功，主梁振动将发散；若气动力做的正负功相当，主梁振动将由于结构阻尼缓慢收敛；若气动力正功与相同周期
内结构消耗的能量相等，主梁将发生等幅振动；若不考虑气动力的非线性项，桥梁振动可能发散． 关键词：颤振后；非线性微分方程；四阶龙格．库塔算法；非线性气动稳定性 中图分类号：Ｖ２１１．２４ 文献标志码：Ａ
Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｌｏｎｇ—Ｓｐａｎ Ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｎ Ｐｏｓｔ Ｆｌｕｔｔｅｒ
ＷＡＮＧ Ｑｉ，ＬＩＡＯ Ｈａｉｌｉ，ＬＩ Ｍｉｎｇｓｈｕｉ，ＭＡ Ｃｕｎｍｉｎｇ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ ｆｏｒ Ｗｉｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３ １，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｇｉｒｄｅｒ ｉｎ ｐｏｓｔ ｆｌｕｔｔｅｒ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ
【国家自然科学基金】_气弹响应_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
序号科研热词推荐指数序号科研热词1风洞试验41风洞试验2风振响应22气弹模型3气弹模型试验23风致响应4气动弹性模型24风振响应5气动弹性25气动阻尼6抖振26风振系数7风致振动17输电塔线体系8风致响应18时程分析9风洞实验19抖振10风振疲劳110悬索桥11频域分析111塔线体系12雨流法112高层建筑13随机减量技术113风致振动14钢质天线114风洞实验15钢管混凝土拱桥115风效应16输电塔线体系116风振控制17计算结构动力学117颤抖振18理论分析118频域分析19特高压119非线性气弹响应20气承刚度120非线性振动21气弹模型121静风响应22气动模型122随机减量技术23桥梁空气动力学123附加攻角24桥梁工程124钢桁拱桥25桥塔125谐波合成法26时域分析126苏通大桥27斜风127良态气象28斜拉桥128脉动风29抖振响应129肋环型索穹顶30张力结构130群塔比例系数31封闭式屋盖131经验模态分解32孔隙率132等效设计33塔吊133稳定性34内压134混沌振动35cfd135气动弹性模型36气动导纳函数37气动导纳38比例缩聚39模态法40桥梁结构41桁架加劲梁42格构式塔架43斜拉-悬吊桥44改进的随机减量法45排烟冷却塔46振型修正47拉索分段48抗风性能49抖振时域分析50抖振响应51抖振力空间相关性52悬吊摆系统2008年2009年53开孔结构54开孔率55干扰效应56峰值因子57屋盖58导纳函数59大跨越输电塔线体系60大跨度桥梁61大跨屋盖62大展弦比机翼63地震作用64台风气象65台风气侯66双pod模型67协作体系68分体式扁平双箱梁69冷却塔70内压71全桥气弹模型72人行景观桥73三维风场模拟74onera气动力75nastran76hilbert变换77hht78dmap
【国家自然科学基金】_节段模型风洞试验_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
序号科研热词推荐指数序号科研热词1风洞试验61风洞试验2驰振32节段模型3涡激共振33气动力4三分力系数34桥梁工程5风致振动25广州新电视塔6颤振稳定性26高频动态测力天平7颤振27风荷载8自锚式悬索桥28风致振动9气动干扰29风致响应10悬索桥210风力分布11双幅桥面211颤振导数识别12h型吊杆212颤振导数13风障113颤振分析14风振响应114非线性15颤振导数115非对称系统16频谱116静风失稳17静风稳定117雷诺数效应18输电塔线体系118输电塔线体系19苏通大桥119软颤振20节段模型试验120覆冰导线21节段模型121经验模态分解22腹板开孔122等效静力风荷载23经验模态分解方法123独塔单索面斜拉桥24细长结构124涡激共振25特高压125测力风洞试验26特征紊流126气弹模型27涡振控制127气动选型28测压法128气动稳定性29测力法129气动导数30气动措施130气动力弹性31气动弹性模型131模态耦合32气动导纳132模型设计33桥梁工程133本征模函数34桁架加劲梁134有限元方法35来流紊流135无抗风缆猫道36斜拉索136斜拉桥37抖振力137折减频率38导流板138抗风性能39大跨度桥梁139抖振响应40参数识别140悬索桥41动力特性141希尔伯特黄变换42亮化灯具142导纳函数43主缆振动形态143完全二次组合法44中央开槽144大跨径45大跨度桥梁46台风气侯47双幅桥面48主梁断面49suramadu大桥2008年2009年
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序号科研热词推荐指数序号科研热词1颤振101颤振2风洞试验32风洞试验3颤振导数33颤振导数4颤振主动体34预报5悬索桥35数值模拟6颤振稳定性26支持向量机7颤振分析27参数识别8质量效应28高速铣削9衰减效应29飞行器10苏通大桥210风荷载11稳定性211颤振稳定性12涡激共振212颤振激励器13参数识别213颤振导数识别14再生颤振214颤振实验15再生型颤振215颤振分析16三分力系数216颤振临界风速17鲁棒性117频域18高速铣削118铁道车辆19驰振119部分结构相似设计20风障120软颤振21颤振计算121跨声速颤振模型22颤振稳定性能122薄壁23非对称施工123自由振动法24非定常气动力124能量原理25静风稳定125经验模态分解26静风作用126突变27附加攻角127稳定性预测28铣削颤振128盘形制动29铣削稳定性129独塔单索面斜拉桥30识别精度130热颤振31计算流体力学/计算结构力学131激励特性32表面位置误差132激励方法33苏拉马都大桥133涡激共振34节段模型试验134气动弹性35自锚式悬索桥135模态实验36自锚式136模态参数37腹板开孔137模式识别38经验模态分解方法138桥梁工程39系统识别139核主元函数40相关era140本征模函数41理想平板141新息方差准则42气动稳定性142数值仿真43气动措施143抗风性能44气动弹性144抖振响应45气动干扰145强迫振动法46气动参数146引射47气动力模型147希尔伯特黄变换48模态分析148屈曲49模型仿真149大跨桥梁50梯度下降算法150复合材料51桥梁工程151壁板颤振52桥梁152升力突变2008年2009年53桁架加劲梁153动态特性54极限切深154动力相似55材料切除率155几何非线性56机床颤振156优化57有限元分析157主成分分析58数控弧齿铣齿机158主元分析59数值仿真159中央稳定板60敏感性分析160suramadu大桥61敏感性162拉索分段163悬索桥施工架梁阶段164强迫振动165常体积转换(cvt)166对称施工167定常升力168大跨度桥梁169复模态方法170变径向切深171变切深172双幅桥面173参数研究174动柔度175切削颤振176共振区177共振178全模态分析179偶极子格网法(dlm)180偏心181优化模型182临界风速183上反角184t 型尾翼185h型吊杆186cfd187agard445.6机翼1883211多阶跃1
苏通大桥桥址区实测强风非平稳风特性分析
第３０卷第２期 ２０１７年４月 Ｖｏ１．３Ｏ ＮＯ．２ Ａｐｒ．２０１７
苏通大桥桥址区实测强风非平稳风特性分析
王 浩，杨 敏，陶天友，茅建校
（东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室，江苏南京２１００９６）
摘要：以２０１２年“达维”和“海葵”台风期间苏通大桥ＳＨＭＳ实测风数据为研究对象，采用游程检验法对桥址区实测 风速进行了平稳性检验，对比分析了基于平稳和非平稳风速模型计算得到的平均风速风向（时变）、紊流强度、紊流 功率谱密度等风特性，并采用基于小波变换（ｗＴ）的演变功率谱密度（ＥＰＳＤ）估计方法，进行了实测强风非平稳演 变功率谱分析。结果表明，实测风速表现出明显的非平稳特性；由于时变趋势项的引入，非平稳风速模型比传统平 稳风速模型能更好地表征实测强风特性；所得演变功率谱密度直观地展示了实测脉动风速能量的时频分布，ＥＰＳＤ 均值与傅里叶变换谱吻合良好，验证了ＥＰＳＤ估计的可靠性。研究结果可为今后非平稳风场实测分析及数值模拟 提供参考。
关键词：苏通大桥；非平稳风特性；台风；演变功率谱密度；小波变换 中图分类号：Ｕ４４１ ．３；ＴＵ３１２ ．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４—４５２３（２０１７）０２—０３１２－０７ ＤＯＩ：１０．１６３８５／Ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００４—４５２３．２０１７．０２．０１８
引 言
桥址区风特性是大跨度桥梁抗风设计与验算的
基本依据，而实测研究是掌握该地区风特性的最有
效方法ｌ１］。上世纪７ｏ年代以来，国外针对台风气候
模式的研究已有不少进展，建立了部分台风数据库。
国内学者针对山谷、沿海地区强／台风特性开展了大
量现场观测研究，并取得了一些研究成果ｌ２ ］。然而
上述研究工作都是以平稳随机假设为基础开展的。
近年来，一些研究表明因为复杂地形的台风和季风
都具有明显的非平稳特征，促使研究者将注意力转
移到对极端天气状况下非平稳随机风场的研究
【国家自然科学基金】_桥梁颤振_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
序号科研热词推荐指数序号科研热词1颤振导数41颤振导数2苏通大桥42风洞试验3颤振33抖振响应4参数识别34风荷载5风洞试验25颤振稳定性6桥梁26颤振导数识别7鲁棒性17颤振分析8颤振计算18颤振临界风速9颤振稳定性能19颤振10颤振稳定性110雷诺数效应11颤振分析111软颤振12非对称施工112苏通大桥斜拉桥13静风作用113自由振动法14附加攻角114能量原理15识别精度115经验模态分解16苏拉马都大桥116稳定板17自锚式悬索桥117离散涡方法18自锚式118独塔单索面斜拉桥19自激气动力119涡激共振20经验模态分解方法120桥梁颤振21相关era121桥梁工程22理想平板122本征模函数23涡激共振123时域分析24气动稳定性124旋涡脱落机制25气动干扰125斜风26气动参数126数值模拟27气动力模型127抗风性能28梯度下降算法128强迫振动法29桥梁工程129希尔伯特黄变换30桥梁i颤振导数130大跨桥梁31有限元分析131大跨度桥梁32数值仿真132合理体系33敏感性分析133动力特性34敏感性134优化35拉索分段135中央稳定板36悬索桥施工架梁阶段136π形板梁断面37悬索桥137suramadu大桥38广义颤振导数139对称施工140大跨度桥梁141复模态方法142双幅桥面143参数研究144全模态分析145优化模型146临界风速147三分力系数148emd方法12008年2009年
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。
风洞实验研究悬索管道桥气弹稳定性
风洞实验研究悬索管道桥气弹稳定性
摘要：以某工程为例，实验研究了该桥气动弹性稳定性。试验研究的内容有加劲梁节段模型测力、加劲梁节段模型测振风洞试验以及全桥气弹模型风洞试验，三个试验研究结果表明，该悬索管道桥有着良好的抗风性能。试验研究是评价悬索管道桥抗风性能的有效手，从而为该类型桥梁的设计和施工提供指导性的意见。
关键词：悬索管道桥 ；抗风性能 ；试验研究
中图分类号：u448.25文献标识码：a 文章编号：
1 引言
悬索管道桥结构体系具有适用性好，经济美观的特点，因此运输管道通过河流和山谷时，往往采用架空敷设的形式， 悬索管道桥就是一种用来承载石油管道、天然气管、水管等其他管道的跨河跨谷柔索结构。为了适应经济建设的需要，目前，国内也已建成了许多的悬索管道桥，如吉林市跨松花江输丙稀腈悬索管道桥（跨经506米），渭惠渠悬索管道桥（跨径54m），蚂蟥溪悬索管道桥（主跨200m）等。
悬索管道桥的管道在整个结构中不作为受力构件，只敷设于桥面，荷载通过格构主梁传递到主缆，因此，悬索管道桥具有荷载较小、荷载分布较为均匀、刚度小、自重轻、模态阻尼低等特点，因而风对悬索管道桥的静、动力作用（尤其是动力作用）问题就显得十分突出，因此悬索管道桥的气弹稳定性问题也就成了该类桥梁设计和施工中值得关注的问题。现有研究表明，悬索管道桥主模态频率很低，其涡振风速一般在1～6m/s之间，因此它是经常性的，并且对桥梁的危害较大[2]
2 工程实例
某悬索管道桥为一承载天然气管道的单跨悬索桥，主跨240m，桥面宽4.5m，加劲梁上设置了间隔为5米的滚轴支座以支撑天然气管道，滚轴支座设置于加劲梁横梁上，滚轴支座在力学模型上可模拟为对管道横向固定，而纵向放松。为了保证桥梁的横向抗风稳定性，桥梁两侧设置了跨径220的风缆，成桥状态下风缆和主缆线性均为抛物线形，主缆和风缆矢跨比分别为1/10、1/11，风缆平面与水平面成25º角，加劲梁为桁架格构体系，标准节段长为5m，加劲梁两端在每塔塔底处设置2个竖向拉压支座及2个横向抗风支座。图1是桥梁立面布置图。
考虑雷诺数效应的桥梁静风稳定分析
考虑雷诺数效应的桥梁静风稳定分析
李加武;陈飞;张宏杰
【期刊名称】《公路交通科技》
【年(卷),期】2009(26)5
【摘 要】在综合考虑结构几何非线性和静风荷载非线性的基础上,引用大跨度桥梁非线性静风稳定分析理论,采用增量双重迭代搜索法对大跨度斜拉桥进行了非线性静风稳定分析,并编制了相应的计算程序。分别计算了苏通大桥在低、高雷诺数下的空气静力稳定性。对比计算结果发现,雷诺数效应对桥梁静风失稳临界风速有较大影响,高雷诺数下的静风失稳临界风速比低雷诺数的静风失稳临界风速低,并结合高、低雷诺数下三分力系数曲线形状差异,分析了在雷诺数效应下桥梁跨中断面侧向位移、竖向位移、转角响应随风速的变化。
【总页数】6页(P64-68)
【关键词】桥梁工程;大跨度桥梁;雷诺数效应;空气静力稳定性;静风荷载
【作 者】李加武;陈飞;张宏杰
【作者单位】长安大学公路学院
【正文语种】中 文
【中图分类】U448.43
【相关文献】
1.考虑地形效应的大型电视塔等效静风荷载分析 [J], 柯世堂;王浩
2.非一致风速分布下大跨度桥梁施工态静风稳定性分析——静风稳定临界风速与主梁变形 [J], 徐新海
3.考虑地形效应的山区大跨度悬索桥静风稳定性分析 [J], 唐翠兰;杨飞;刘志文
4.考虑抖振影响的大跨度桥梁静风稳定性分析 [J], 张志田;葛耀君
5.考虑几何与材料及静风荷载的非线性因素的大跨径桥梁静风稳定分析法 [J], 程进;江见鲸;肖汝诚;项海帆
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