基于气动新模型的大跨度桥梁频域抖振分析 - 中国科技论文在线

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第23卷第6期Vol.23No.6工程力学2006年6月June2006ENGINEERINGMECHANICS94文章编号：1000-4750(2006)06-0094-08基于气动新模型的大跨度桥梁频域抖振分析*121张志田，葛耀君，陈政清(1.湖南大学风工程试验研究中心，长沙410082；2.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092)摘要：提出采用准定常气动刚度与基于试验的非定常气动阻尼进行气动修正的大跨度桥梁抖振计算新模型。桥梁节段模型风洞试验表明，气动新

2、模型能相对更准确地描述桥梁结构的气动刚度与气动阻尼特性。以东海大桥的风致抖振响应为例，对气动新模型与传统Scanlan颤抖振模型的分析结果进行了对比研究。计算结果与风洞试验表明，气动新模型具有良好的计算精度与明确的物理意义。关键词：抖振；准定常；气动刚度；非定常；气动阻尼中图分类号：TU311.3文献标识码：AANEWAERODYNAMICMETHODFORLONG-SPANBRIDGEBUFFETINGANALYSIS*121ZHANGZhi-tian,GEYao-jun,CHENZheng-qing(1.Researchcenter

3、ofwindengineeringofHunanUniversity,Changsha410082,China;2.BridgedepartmentofTongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Putforwardanewmethodforlong-spanbridgebuffetinganalysiswhichusingquasi-steadyaerodynamicstiffnessandunsteadyaerodynamicdampingbaseddirectlyonwindtun

4、neltest.ThewindtunneltestofbridgeSegmentmodelshowsthatthenewaerodynamicmodelcandescribetheaerodynamicstiffnessanddampingpropertiesofbridgestructuremoreaccurately.Asanexample,boththenumericalresultsofthenewmodelandtraditionalflutter-buffetingmodelwerepresentedandcomparedf

5、orEastSeaBridgeunderwindloads.Thecomputedresultsandwindtunneltestresultsshowthatthenewmodelgivesaccurateoutcomesandhasexplicitphysicalmeanings.Keywords:buffet;quasi-steady;aerodynamicstiffness;unsteady;aerodynamicdamp在桥梁风致抖振响应计算中，如果不考虑结构合方差足够小，我们可以认为这一表达式可以近似运动对风场的反馈作用，则

6、采用Davenport抖振力表示某一特定时段内结构所受的由于气动反馈引表达式加上平均风荷载能近似表达结构所受风荷起的附加力时程，此时，我们不再关心表达式中某载。而考虑结构运动与风场反馈作用引起的附加力一单个拟合系数(气动导数)的物理意义。尽管在形时，则采用Scanlan自激力表达式加上Davenport式上，每个拟合系数(气动导数)都有其物理意义，[1,2]抖振力以及平均风荷载来描述全部风荷载。通即位移时程前的拟合系数表现为气动刚度而速度常，采用自由振动法在风洞试验室进行气动导数识时程前的拟合系数表现为气动阻尼，然而在将这些别时，Sca

7、nlan自激力表达式中的气动导数本质是基拟合系数(气动导数)用于抖振响应分析时，则要求[3,4]于试验的总体最小二乘法拟合结果。只要总的拟每一系数都能真实反映该运动状态(位移或速度时———————————————收稿日期：2004-07-10；修改日期：2004-12-22基金项目：国家自然科学基金资助项目(50278069)作者简介：*张志田(1974)，男，湖南人，讲师，博士，从事桥梁抗风与抗震研究(E-mail:windcenter@188.com)；葛耀君(1958)，男，上海人，教授，博士，同济大学土木工程防灾国家重点实验室副

8、主任，从事桥梁抗风与防震减灾研究；陈政清(1947)，男，湖南人，教授，博士，湖南大学风工程试验研究中心主任，从事工程结构抗风与抗震研究。转载中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn工