基于三维气动导纳的大跨桥梁抖振分析.pdf

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1、第28卷第2期公路交通科技VoL28No．22011年2月J叫malofHigIlway卸dT啪sponationResearchandDevelopmentFeb．201l文章编号：1002—0268(2011)02一0052一05基于三维气动导纳的大跨桥梁抖振分析马存明，廖海黎，李明水，陈勉(西南交通大学风工程试验研究中心，四川成都610031)摘要：以某大跨悬索桥流线形箱桥梁断面为研究对象，通过风洞试验，用测压法对流线形箱梁断面在不同紊流场中的气动力进行了测量，得出适合流线形箱梁断面的三维气动导纳公式和抖振力沿跨向的相干函数，建立了

2、基于三维气动导纳的大跨桥梁抖振分析方法，改善了传统上计算抖振在气动导纳和相干函数上的明显缺陷。研究结果表明，流线箱型断面抖振力的跨向相关高于风速相关；气动导纳数值显著依赖于紊流积分尺度。利用三维气动导纳计算出的抖振力与气动弹性模型风洞试验吻合良好。关键词：桥梁工程；流线形箱梁；抖振；三维气动导纳；抖振力中图分类号：u441+．3文献标识码：AAnaIysis0nBuffeting0fLOng—spanBridgeBasedOn3DAerOdynamiCAdmittanCeFunCtiOnMACunming，LIAOHaili，UMings

3、hui，CHENMian(ResearchceⅡtTeofwindEn舀neeriIlg，southwestJiaotonguniv幽ty，Chen酣usichuaIl6l003l，china)Abstract：ThebⅢ玷tingforcesofastreamlinebridgedeckusedinalong-spansuspensionbridgewasmeasuredinwindtunnelbysynchroniesmanometersystemindiffIerentwind6elds，andtheempiricalfo珊ulaf

4、or3Daemdynamicadmittancefunction(3DAAF)andthecoherencyfunctionofbuf．fetingforcesalongthespandirectionappliedtosn．e舢1inebridgedecks．Basedon3DAAF，thebufktinganalysismethoainfkquencydomainforlong—spaIlbridgeswasdevelopedtorevisethefatalnawusedintraditionalbuf{【．etinganalysis

5、．Theanalysisresultprovesthat(1)coherencesofbuf琵tingforcesarelargerthancoherencesofincidemwindvelocityinvenicaldirection；(2)theae剐yn舢icadmittanceofabridgedeckisaf玷ctedbytheturbulencelen薛hscaleremarkably．Thebuffe“ngresponseoflong—spanbridgesobtainedf而mtheaerodynamicmodelisc

6、onsistentwiththewindtunneltestresult．Keywords：bridgeen百neering；streamlinedeck；buf艳ting；3DAAF；bufktingforce0引言20世纪60年代，Davenport”建立了柔性细长结构抖振响应的分析方法，并引入了气动导纳(aerodynamicadmittarIce)的概念，用来表达结构某一单位长度上抖振力的非定常性：．sD(∞)=(p∥耽)2xD(∞)l2[4c；

7、s。(∞)+c7；

8、s，(∞)]，sL(∞)=(p￡，∥2)2I疋L(∞)I2·[4

9、cis。(∞)+(c’L+c。)2s。(∞)]IsM(∞)=(pⅧ2／2)2l疋M(∞)l2[4c：s。(∞)+c％s。(∞)]，(1)、式中，I朐(∞)I2、l肌(山)I2、IxM(∞)I2为3个方向的气动导纳函数；s。(∞)、Js。(∞)、SM(∞)分别为抖振阻力、抖振升力及抖振力矩；p为空气密度；【，为平均风速；曰为桥面宽度；CD、CL、CM、C，D、C：、c；分别为3个方向上的静力系数和斜率；S。(∞)和收稿日期：2009一11—25基金项目：国家自然科学基金资助项目(50808148)作者简介：马存明(1976一)，男，山东单县

10、人，博士，研究方向为结构风工程．(mm@swjtILeducn)第2期马存明，等：基于三维气动导纳的大跨桥梁抖振分析53s。(∞)分别为纵向及竖向的紊流风速谱；∞=2耵n，凡为频率。显然，气动