橋梁結(jié)構(gòu)顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別與顫振分析.pdf

1、橋梁顫振屬于自激發(fā)散性振動(dòng)，必需嚴(yán)格杜絕發(fā)生。橋梁顫振分析為抗風(fēng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，而顫振導(dǎo)數(shù)是橋梁顫振分析必不可少的參數(shù)。本文在綜合回顧評述橋梁結(jié)構(gòu)顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別與顫振分析研究基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)存的問題和不足，在多方面展開了深入理論與試驗(yàn)研究，取得的理論方法進(jìn)步和結(jié)論主要表現(xiàn)在以下方面： 1.提出了識(shí)別顫振導(dǎo)數(shù)的思路簡單，魯棒性和遍歷性良好的隨機(jī)搜索方法；發(fā)展了無需輸出協(xié)方差估計(jì)識(shí)別顫振導(dǎo)數(shù)的隨機(jī)子空間方法；編制了兩種方法的計(jì)算程序，其可

2、靠性和有效性由算例得到驗(yàn)證。 2.采用隨機(jī)搜索方法和隨機(jī)子空間方法識(shí)別了蘇通大橋、蘇拉馬都大橋主梁節(jié)段模型、杭州灣大橋、蘇通大橋氣彈模型在均勻流場和紊流場中的18個(gè)顫振導(dǎo)數(shù)，兩種方法識(shí)別結(jié)果基本吻合；識(shí)別結(jié)果表明，相對于紊流場中的氣彈模型而言，均勻流場中的節(jié)段模型顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別結(jié)果更為穩(wěn)定，因而更為合理可??；對顫振導(dǎo)數(shù)進(jìn)行了多種參數(shù)分析。 3.將經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法(EMD)用于剔除信號(hào)高頻噪聲和低頻非平穩(wěn)趨勢項(xiàng)，提高了顫振導(dǎo)

3、數(shù)的識(shí)別精度；分析了現(xiàn)有彈簧懸掛系統(tǒng)自由振動(dòng)方法識(shí)別橋梁顫振導(dǎo)數(shù)高風(fēng)速時(shí)穩(wěn)定性較差、側(cè)向顫振導(dǎo)數(shù)和氣彈模型顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別精度相對較低的原因；試驗(yàn)方法是影響顫振導(dǎo)數(shù)識(shí)別精度的決定性因素，識(shí)別方法是相對次要因素。 4.提出了搜索橋梁節(jié)段模型顫振臨界風(fēng)速的具有強(qiáng)勁魯棒性的隨機(jī)搜索方法；采用隨機(jī)搜索方法搜索了幾種典型主梁斷面節(jié)段模型的顫振臨界風(fēng)速；分析了顫振導(dǎo)數(shù)等諸多參數(shù)對顫振臨界風(fēng)速的影響。 5.給出了橋梁氣彈模型實(shí)測位移修正表

4、達(dá)式，分析了蘇通大橋氣彈模型跨中斷面位移修正前后差異；對蘇通大橋氣彈模型氣動(dòng)失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行了解釋，將其視為一種非常規(guī)索網(wǎng)復(fù)合系統(tǒng)，其振動(dòng)表現(xiàn)為保持平衡狀態(tài)的豎向、側(cè)向和扭轉(zhuǎn)耦合的近似“荷蘭式滾動(dòng)”。 6.考慮拉索振型和主梁附加攻角條件下蘇通大橋靜風(fēng)響應(yīng)分析結(jié)果表明：靜風(fēng)作用響應(yīng)計(jì)算值低于風(fēng)洞試驗(yàn)實(shí)測值；斜拉索橫向風(fēng)荷載在總體風(fēng)荷載中所占比例超過40％；不考慮附加攻角會(huì)高估靜風(fēng)失穩(wěn)風(fēng)速約20％；給出了考慮靜風(fēng)作用、斜拉索振型和主梁附