摘要
抖振是大跨度桥梁非常重要且无法避免的一种风致振动，有时会成为沿海等热带气旋盛行地区大跨度桥梁建设的控制因素，因此，目前风工程界对大跨度桥梁抖振分析精度的要求越来越高。两波数三维气动导纳可以描述紊流的三维效应对抖振力非定常特性的影响以及抖振力的空间相关性，因此研究两波数三维气动导纳对于大跨度桥梁的抖振响应精细化分析具有重要意义。但目前两波数三维气动导纳的识别一般是基于测压法获得，得到的断面抖振力实际为断面风压积分得到，且无法直接获得成桥状态下的抖振力空间相关性，有一定的局限性。因此，本文采用多片条同步测力法，通过风洞试验技术直接获得抖振力时程数据，再基于两波数三维气动导纳理论成功识别扁平箱梁断面两波数三维气动导纳。本文的主要工作和成果如下： (1)在风洞中模拟5%和10%两种格栅紊流场，对紊流场中脉动风的平均风速、紊流度、紊流积分尺度等特性进行了分析，验证格栅紊流场是满足各向均匀的。采用多测点同步测量风速时程得到了脉动风速沿着风洞横向的相关性，并推导了紊流场中顺风向和竖向脉动风速的三维表达式，识别了传统的两波数脉动风速功率谱密度函数。 (2)开展节段模型多片条同步测力测风试验，直接获得扁平箱梁断面的抖振力时程数据以及抖振力沿跨向的相关性，并对比脉动风速的相关性，结果表明抖振力的跨向相关性优于脉动风的跨向相关性。采用传统的两波数相干函数模型拟合风洞试验值，识别了真实的扁平箱梁断面两波数抖振力功率谱密度函数。 (3)应用盲源分离法和小波包变换信号修正技术成功消除模型自振频率较低带来的气动力信号畸变，并研究了气动力荷载信号、等效导纳、最小二乘法识别的导纳以及抖振力相关性修正前后的对比，成功得到修正后的时程数据。 (4)推导了翼型断面的两波数三维气动导纳识别方法并扩展到扁平箱梁断面。基于节段模型多片条同步测力测风风洞试验成功识别了施工和成桥状态下扁平箱梁断面的两波数三维气动导纳。
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