斜風(fēng)作用下大跨度橋梁抖振非線性時域分析及實驗驗證.pdf

1、本文在現(xiàn)有的抖振基本理論以及斜風(fēng)抖振頻域分析方法的基礎(chǔ)上，建立了一套大跨度橋梁抖振非線性時域分析方法，重點分析和研究脈動風(fēng)非線性以及氣動非線性等因素對橋梁抖振的影響，主要工作包括以下幾方面： 1、針對目前斜風(fēng)作用下橋梁抖振頻域分析方法不能全面的考慮橋梁結(jié)構(gòu)和氣動非線性的問題，基于準(zhǔn)定常理論及斜氣動片條理論，建立斜風(fēng)作用下考慮靜風(fēng)非線性大位移效應(yīng)、三維脈動風(fēng)和結(jié)構(gòu)運動引起的氣動力非線性效應(yīng)的橋梁隨機抖振非線性時域分析方法。分析中，

2、將脈動風(fēng)分為低頻和高頻兩個部分，低頻部分抖振力和自激力按照準(zhǔn)定常理論建模，并通過瞬時等效風(fēng)攻角和風(fēng)偏角考慮了脈動風(fēng)和結(jié)構(gòu)運動產(chǎn)生的非線性效應(yīng)，而高頻部分的自激力按照線性非定常模型計算，高頻部分的抖振力則可按非線性準(zhǔn)定常模型也可以按線性模型計算，并通過引入氣動導(dǎo)納函數(shù)來考慮非定常效應(yīng)。 2、開發(fā)了用于測量斜風(fēng)下橋梁斷面六分量氣動力系數(shù)的雙支式節(jié)段模型六分量測力的實驗裝置，并通過風(fēng)洞試驗，獲得了主梁斷面六分量氣動系數(shù)隨風(fēng)偏角和風(fēng)攻角

3、變化的數(shù)據(jù)庫，分析了六分量氣動力系數(shù)隨風(fēng)向角變化特點和規(guī)律。結(jié)果表明：斜風(fēng)下主梁六分量氣動力系數(shù)隨風(fēng)偏角和風(fēng)攻角的變化并非單調(diào)增減，而是在局部風(fēng)偏角和風(fēng)攻角范圍內(nèi)取得相應(yīng)的極值點。 3、對南京長江三橋在斜風(fēng)下的抖振響應(yīng)進行了頻域和非線性時域分析，并將其與相應(yīng)氣動彈性模型風(fēng)洞試驗結(jié)果進行對比，結(jié)果表明：非線性時域計算結(jié)果與頻域計算結(jié)果相比更接近試驗結(jié)果，與試驗結(jié)果基本吻合。 4、利用所建立的分析方法，對南京長江三橋抖振響應(yīng)