台风下斜拉桥风致振动和动力特性分析

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1、台风下斜拉桥风致振动和动力特性分析第37卷第9期2009年9月同济大学学报(自然科学版)JOURNALOFTONGJIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Vol.37No.9　Sep.2009文章编号:02532374X(2009)0921139207DOI:10.3969/j.issn.02532374x.2009.09.001闵志华,孙利民,淡丹辉(同济大学土木工程防灾国家重点试验室,上海200092)摘要:基于东海大桥健康监测系统得到的斜拉桥在“罗莎”台风下的结构动力响应和环境因素的监测数据,分析了台风的风特征、风致结构振动和风荷载下的结构模态参数的

2、变化.结果表明:随着风速的增加,风的紊流强度是逐渐降低的;随着风速的增大,结构的竖向、横向和扭转加速度是逐渐增大的.基于小波变换和奇异值分解得到在台风期间的结构模态参数,同时对比分析了台风下的结构的模态参数和低风速下的结构的模态参数.在台风作用下,结构的模态频率随着风速的增加而降低,.关键词:台风;模态参数;中图分类号:O:Abridge;structuralhealthmonitoring　　桥梁结构在运营过程中会受到环境因素(温度、车流荷载、风和雨)等影响,,在某些情况下,.作者对东,通过相干性和————————————————————————————————————

3、———————————相关性分析(rootmeansquare,RMS,表征振动水平)是影响结构模态参数变化的主要因素,但在短暂的强风期间风荷载会较为明显地改变结构的模态参数[1],为了能对结构的状态进行准确的评估,需要对结构在强风下的状态特性进行专门分析.Fujino等通过对日本的白鸟大桥两周的测试数据分析了结构的模态参数随着风速的改变[2].Li等分析了4幢高层建筑在台风下的结构响应,并对风致结构振动和结构的舒适性进行了评价[3].Xu等为了验证斜风荷载引起的结构抖振的计算方法,对台风作用下的结构的响应进行了分析[4].已有的研究较多的是针对悬索桥和高层建筑,而对斜拉

4、桥在台风下的风致振动和动力特性影响的研究却不多.本文基于东海大桥健康监测系统测量得到的在台风“罗莎”下的主航道斜拉桥的结构响应数据和风环境数据,分析台风的风特征、风致结构振动及强风引起的结构动力特性的改变.Analysisof2inducedResponseandDynamicPropertiesofCable2stayedBridgeUnderTyphoonMINZhihua,SUNLimin,DANDanhui(StateKeyLaboratoryforDisasterReductioninCivilEngineering,TongjiUniversity,Shang

5、hai200092,China)Abstract:BasedonstructuralhealthmonitoringsystemofDonghaiBridge,the———————————————————————————————————————————————cable2stayedbridgeresponseandenvironmentalfactorsweremeasuredduringthetyphoonKrosa.Thecharacteristicsoftyphoon,wind2inducedresponseandstructuralmodalparameters

6、variationwereanalyzed.Theresultsdemonstratethattheturbulenceintensityisincreasingwiththewindspeed.Thewindinducedresponsealsoincreaseswhenthewindspeedincreases.Thestructuralmodalparametersduringtyphoonwereidentifiedbythemethodofwavelettransformandsingularvaluedecomposition,andthemodalparam

7、etersduringthetyphoonalsowerecomparedwiththatundertheconditionoflowwindspeed.Influencedbytyphoon,structuralmodalfrequenciesweredecreasedandthemodaldampingratioswerenotchangedsignificantlywhenthewindspeedincreased.Keywords:typhoon;modalparameters;cable2stayed————————