基于高频动态天平测力试验的钢桁梁气动导纳函数研究

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1、国内图书分类号：U448．13国际图书分类号：密级：公开西南交通大学研究生学位论文基于高频动态天平测力试验的钢桁梁气动导纳函数研究年级三Q二二级姓名邳越申请学位级别工堂亟±专业叠鋈皇隧道王猩指导教师呈在明虽9熬握二。一四年五月ClassifiedIndex：U448．13U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONAREODYNAMICADMITllALNCEFUNCTIoNOFTRUSSGIRDERBASEDoNHIGHFREQUENCEFORCEBALANCETESTClass：BridgeEngineering201

2、Candidate：DengBinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMajor：BridgeandTunnelEngineeringSupervisor：A．Prof．MaCunmingMay20，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用

3、本授权书；2．不保密0使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)学位论文作者签名：日期：别lt、占、牛指导老师签名：日期．p-v／c#、易，吒西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．介绍了大跨度桥梁抖振响应和桥梁断面气动导纳的研究现状，总结了抖振响应分析的时域、频域和风洞试验研究方法，根据抖振响应分析的方法进一步提出了桥梁断面气动导纳的识别理论和试验研究方法。2．重点介绍了大气边界层紊流相关特性，指出了风洞实验室模拟脉动风场的注意因素和具体方法，对比了不同模拟装置以及对应模拟风场的优缺点，最后实测得到了基于尖塔装置模拟紊流流场的相关特性和风速谱

4、估计。3．结合气动导纳识别理论和紊流风的相关特性，提出了针对大跨度钢桁梁桥的主梁断面气动导纳的研究。根据新白沙沱长江特大桥主梁断面形式，设计了三种不同缩尺比下的桁架模型，利用高频底座天平技术展开了对桁架断面气动导纳的试验识别，分析了桁架断面气动导纳的变化特征以及气动导纳变化的影响因素。并根据试验结果拟合得到了相应的导纳经验公式。4．以新白沙沱长江特大桥为工程背景，计算了不同导纳值情况下的桥梁抖振响应结果并对比分析了差异，证明了试验识别的桁架断面气动导纳的正确性和相应经验公式的合理性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包

5、含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。靴做储戳翻13拭日期．2，。2牛．6叶西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着桥梁跨度的日益增大，桥梁结构风致振动问题愈发突出，而抖振这一由大气紊流脉动风引起的风振形式不容忽视，进一步研究桥梁结构的抖振理论对准确预测抖振响应和寻求制振措施具有重要意义。准确识别气动导纳是桥梁抖振响应分析精细化的关键突破口，而实验手段仍是当前识别气动导纳的主要手段。针对大跨度桥梁中普遍采用的箱型断面梁的气动导纳，许多学者做了大量的研究并得出了比较成

6、熟的结论，但对于大跨钢桁梁桥的主梁桁架断面讨论甚少，同时由于桁架断面的特殊性和复杂性，适用于翼型和箱型断面气动导纳识别的测压法不再适用。鉴于此种局限性，本次论文将立足于高频底座天平的风洞测力试验对桁架断面的气动导纳进行研究，研究内容如下：(1)介绍了大跨度桥梁抖振响应研究的现状和具体分析方法，同时阐述了气动导纳研究的现状，并指出进一步研究桥梁断面气动导纳对抖振响应分析精细化的重要性。(2)从大气边界层紊流特性和结构断面气动力响应两个层面阐述了抖振响应分析的关键要素。一方面，重点介绍了大气边界层紊流特性和紊流场的风洞模拟技术；另一方面，根据紊流风场中的结构断面气动力响应特点，阐述了气动导纳的识别

7、理论及实验室研究方法。(3)基于理论研究的基础上，展开了试验研究。设计了三种不同缩尺比的桁架节段模型，利用高频动态天平测力试验识别了桁架断面的气动导纳，讨论了攻角变化、风速变化和结构特征尺寸变化对气动导纳的影响。并通过数值拟合得到了桁架断面气动导纳的经验公式。最后，将实测导纳的经验公式应用于实桥的抖振响应计算，公式的正确性得到了验证。关键词：抖振响应：气动导纳函数；紊流场；风洞模拟技术；钢桁梁；高