橋梁風(fēng)工程是以大跨度橋梁抗風(fēng)穩(wěn)定性、風(fēng)致振動(dòng)及其控制為主要研究目的,為橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)、方法及手段的技術(shù)學(xué)科。近年來(lái),大跨度和超大跨度橋梁的迅猛發(fā)展促進(jìn)了橋梁風(fēng)工程分析理論、試驗(yàn)方法和風(fēng)振控制技術(shù)不斷進(jìn)步,取得了一系列新成果。圍繞大跨度橋梁抗風(fēng)設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題,介紹和評(píng)述了2019年以來(lái)橋梁風(fēng)工程在橋位風(fēng)特性現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、大跨橋梁非線(xiàn)性顫振特性及計(jì)算理論、橋梁抖振計(jì)算理論、橋梁渦激振動(dòng)計(jì)算理論及控制技術(shù)等方面的主要研究進(jìn)展。 

【文章來(lái)源】：土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文). 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

文獻(xiàn)[1-2]現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的臺(tái)風(fēng)特征

在山區(qū)大跨橋梁橋位的風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)方面，2019年學(xué)者們開(kāi)展了較多研究，取得了一批新成果。Liao等[7-8]采用多普勒激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)測(cè)量了某山區(qū)峽谷地形下豎直平面內(nèi)不同高度處的風(fēng)速時(shí)程序列，獲取了山區(qū)平均風(fēng)速、紊流強(qiáng)度、紊流積分尺度、風(fēng)速空間相關(guān)性和紊流風(fēng)速譜隨高度的變化特征（圖2(a）、（b）），發(fā)現(xiàn)大風(fēng)情況下平均風(fēng)速的風(fēng)向與山谷走向基本一致，紊流強(qiáng)度無(wú)論是沿豎向的分布特征還是3個(gè)方向分量的比值，均與平原和沿海地區(qū)存在較大差別，且相較于Simiu譜和Panofsky譜，Von Kármán譜更適合描述山區(qū)的脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)。Yu等[9]在瀘定大渡河大橋的貓道上沿縱向布置了5套風(fēng)速傳感器，分別采用平穩(wěn)和非平穩(wěn)風(fēng)速模型對(duì)比分析了脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)特性，表明局部地形對(duì)山區(qū)平均風(fēng)和紊流風(fēng)特性的影響都很大，山區(qū)風(fēng)非平穩(wěn)性質(zhì)極為突出（圖2(c）），還發(fā)現(xiàn)山區(qū)風(fēng)3個(gè)方向上的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜密度函數(shù)更符合Von Kármán譜。張志田等[10]同樣在深切峽谷橋位處風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，Von Kármán譜用于描述山區(qū)脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng)特性的吻合程度更好，且深切峽谷對(duì)風(fēng)向有比較強(qiáng)的鎖定作用。郭增偉等[11]分析了三峽庫(kù)區(qū)峽谷風(fēng)場(chǎng)的非平穩(wěn)性，發(fā)現(xiàn)相比沿海地區(qū)，山區(qū)風(fēng)在幅值和頻率方面均表現(xiàn)出更強(qiáng)的非平穩(wěn)特性。綜合近年來(lái)的實(shí)測(cè)研究成果，學(xué)者們?cè)谏絽^(qū)風(fēng)場(chǎng)特性研究上取得了一些共識(shí)：1）地形是影響山區(qū)橋位風(fēng)場(chǎng)的最主要因素，峽谷走向?qū)?lái)流風(fēng)向的鎖定作用明顯；2）山區(qū)風(fēng)場(chǎng)紊流強(qiáng)度與規(guī)范值存在較大差別，因此，更宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值確定抗風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)；3)Von Kármán譜更合適表述山區(qū)風(fēng)場(chǎng)3個(gè)方向上的脈動(dòng)特性；4）相較于沿海和平原地區(qū)，山區(qū)風(fēng)場(chǎng)的非平穩(wěn)特性更顯著。2 大跨度橋梁非線(xiàn)性顫振研究

對(duì)于計(jì)算方法，目前分為兩類(lèi)：1）計(jì)入自激氣動(dòng)力高次諧波分量隨振幅變化的非線(xiàn)性計(jì)算方法；2）僅計(jì)入線(xiàn)性諧波分量隨振幅變化的線(xiàn)性計(jì)算方法。對(duì)于第一類(lèi)非線(xiàn)性顫振計(jì)算，主要源于研究者在自激氣動(dòng)力中發(fā)現(xiàn)的高次諧波分量，并將其計(jì)入到計(jì)算中。代表學(xué)者是高廣中等[21-23]、許福友等[24]，其共同點(diǎn)是：通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)或數(shù)值模擬觀(guān)察到了橋梁斷面顯著的氣動(dòng)力高次諧波分量，根據(jù)氣動(dòng)力的高次諧波分量占比以及氣動(dòng)力是否做功進(jìn)行取舍，在泰勒展開(kāi)模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了只包含1次和3次諧波參數(shù)項(xiàng)的氣動(dòng)扭矩模型，然后運(yùn)用非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)方法或能量平衡法對(duì)單自由度扭轉(zhuǎn)顫振極限環(huán)（扭轉(zhuǎn)軟顫振穩(wěn)定振幅）進(jìn)行求解，代表性的研究結(jié)果如圖3[21]和圖4[24]所示。圖4 數(shù)值計(jì)算獲得的扁平箱梁斷面軟顫振時(shí)升力和力矩的高次諧波分量[24]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙層橋面桁架梁軟顫振特性風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J]. 伍波,王騎,廖海黎.  振動(dòng)與沖擊. 2020(01)
[2]強(qiáng)弱非平穩(wěn)風(fēng)速對(duì)大跨橋梁抖振響應(yīng)影響研究[J]. 蘇延文,黃國(guó)慶,曾永平.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2019(12)
[3]大跨度橋梁的抗風(fēng)強(qiáng)健性及顫振評(píng)價(jià)[J]. 葛耀君,夏青,趙林.  土木工程學(xué)報(bào). 2019(11)
[4]基于Küssner函數(shù)的不同氣動(dòng)導(dǎo)納模型對(duì)大跨橋梁抖振響應(yīng)的影響[J]. 張志田,陳添樂(lè),吳長(zhǎng)青.  振動(dòng)與沖擊. 2019(20)
[5]大跨橋梁主梁渦激振動(dòng)研究進(jìn)展與思考[J]. 葛耀君,趙林,許坤.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)
[6]大跨橋梁顫振分析理論研究進(jìn)展[J]. 廖海黎,王騎,李明水.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)
[7]大攻角下超大跨度斜拉橋顫振性能節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)[J]. 朱青,陳文天,朱樂(lè)東,崔譯文.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)
[8]大跨橋梁主梁風(fēng)致穩(wěn)定性被動(dòng)氣動(dòng)控制措施綜述[J]. 趙林,李珂,王昌將,劉高,劉天成,宋神友,葛耀君.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)
[9]寬幅雙箱疊合梁渦振性能及抑振措施試驗(yàn)研究[J]. 張?zhí)煲?孫延國(guó),李明水,廖海黎.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)
[10]扁平箱梁顫振后狀態(tài)的振幅依存性研究[J]. 伍波,王騎,廖海黎.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2019(10)



本文編號(hào)：3356354