【摘要】：本論文回顧了大跨度橋梁抗風(fēng)研究的發(fā)展,總結(jié)了大跨度橋梁抖振分析現(xiàn)狀以及目前存在的問題,特別是桁架梁橋梁。指出了桁架梁橋的主梁氣動力跨向相關(guān)性及主梁氣動導(dǎo)納是桁架梁橋抖振精細化研究的重要研究方向。采用風(fēng)洞試驗技術(shù),獲得了兩種紊流積分尺度下兩種縮尺比模型的桁架梁主梁斷面的節(jié)段氣動力,利用節(jié)段氣動力開展了對桁架梁主梁斷面的氣動力跨向相關(guān)性和氣動導(dǎo)納的深入研究。本文的主要內(nèi)容包括：1.回顧了大跨度橋梁抗風(fēng)研究的發(fā)展歷程,特別是桁架梁橋梁抖振分析現(xiàn)狀以及目前存在的問題。概述了氣動導(dǎo)納的研究現(xiàn)狀及研究方法。2.在風(fēng)洞中模擬了兩種不同紊流積分尺度的紊流場,研究了兩種紊流場的紊流統(tǒng)計特性。3.研發(fā)了多天平桁架梁抖振力測量系統(tǒng),同時采用兩個高頻動態(tài)天平研究了兩種縮尺比模型桁架梁斷面的抖振力沿跨向的變化規(guī)律,分析了抖振力的統(tǒng)計特性。4.基于試驗獲得的模型各節(jié)段的氣動力時程,分析了桁架梁斷面的抖振力跨向相關(guān)性,驗證了桁架梁的抖振力相關(guān)性大于脈動風(fēng)速的相關(guān)性,表明現(xiàn)行抖振分析方法中采用脈動風(fēng)速相關(guān)性表達抖振力的相關(guān)性可帶來不安全的結(jié)果。5.從理論層面得到了桁架梁斷面氣動導(dǎo)納的三維表達式。基于桁架梁斷面跨向氣動力相關(guān)性,計算得到了桁架梁斷面兩波數(shù)氣動導(dǎo)納。6.提出了桁架梁主梁斷面等效氣動導(dǎo)納的概念,對兩種縮尺比模型的桁架梁主梁斷面在兩種紊流場中的氣動導(dǎo)納函數(shù)進行識別,歸納出了包含有模型特征尺寸的桁架梁主梁斷面等效氣動導(dǎo)納經(jīng)驗公式,討論了桁架梁主梁斷面的氣動導(dǎo)納函數(shù)與Sears函數(shù)的區(qū)別。7.根據(jù)桁架梁抖振力跨向相干函數(shù)和氣動導(dǎo)納函數(shù),進行了桁架梁橋梁抖振頻域計算,分析了氣動導(dǎo)納和相干函數(shù)對抖振響應(yīng)的影響。
[Abstract]:This paper reviews the development of wind-resistant research on long-span bridges, summarizes the current situation of buffeting analysis of long-span bridges and the existing problems, especially truss girder bridges. It is pointed out that the aerodynamic cross-direction correlation of the main girder and the aerodynamic admittance of the main girder are the important research directions of the detailed research on the buffeting of the truss girder bridge. Using wind tunnel test technique, the segmental aerodynamic forces of the main beam section of the truss beam with two scaling ratio models under two turbulent integral scales are obtained. The aerodynamic cross-section correlation and aerodynamic admittance of truss girder are studied by means of segmental aerodynamic force. The main contents of this paper are as follows: 1. This paper reviews the development of wind-resistant research of long-span bridges, especially the buffeting analysis of truss bridges and the existing problems. The research status and methods of pneumatic admittance are summarized. 2. In the wind tunnel, two kinds of turbulent field with different integral scale are simulated, and the statistical characteristics of the two kinds of turbulence are studied. The buffeting force measurement system of multi-balance truss beam is developed. At the same time, two high-frequency dynamic scales are used to study the variation of buffeting force along the span direction of two scale ratio model truss beams, and the statistical characteristics of buffeting force are analyzed. 4. Based on the aerodynamic history of each segment of the model, the cross-correlation of the buffeting force in the section of the truss beam is analyzed, and it is verified that the correlation of the buffeting force of the truss beam is greater than that of the pulsating wind speed. It is shown that the correlation of buffeting force expressed by pulsating wind speed correlation in current buffeting analysis methods can lead to unsafe results. The three-dimensional expression of aerodynamic admittance of truss beam section is obtained theoretically. Based on the cross-section aerodynamic correlation of truss beam, the aerodynamic admittance of cross-section of truss beam is calculated. In this paper, the concept of equivalent aerodynamic admittance of the main beam section of truss beam is proposed, and the aerodynamic admittance function of the main beam section of the truss beam in two turbulent flow fields is identified by two scaling ratio models. The equivalent aerodynamic admittance empirical formula of truss beam section with model characteristic size is summarized, and the difference between aerodynamic admittance function and Sears function of truss beam main beam section is discussed. Based on the buffeting force cross-direction coherence function and aerodynamic admittance function of truss beam, the buffeting frequency domain of truss girder bridge is calculated, and the effects of aerodynamic admittance and coherence function on buffeting response are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U441.3

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本文編號：2415094