鈍體主梁斷面渦激振動拉條模型試驗研究.pdf

1、我國大跨度鋼橋越來越多，研究與防止渦激振動已成為我國大跨橋梁抗風設計的關鍵難題之一，橋梁結構渦激振動問題也是目前橋梁抗風研究領域的熱點問題之一。目前大跨度橋梁主梁結構渦激振動主要通過節(jié)段模型風洞試驗檢驗，理論分析方法僅停留在二維模型階段，三維理論分析近乎空白。本文結合國家自然科學基金“大跨度橋梁主梁結構渦激力展向相關性試驗研究”課題(資助編號:51178181)，重點對鈍體主梁斷面的渦激振動響應及渦激力的展向相關性進行試驗研究。設計并制

2、作寬高比為5∶1的矩形斷面拉條模型，進行不同阻尼比條件下渦激振動響應和渦激力測試，進而對矩形斷面高階渦振響應規(guī)律和渦激力展向相關性進行研究，最后按歐洲規(guī)范渦振振幅估算公式對本文試驗模型渦振響應進行了計算，并與試驗結果進行了比較。本文主要研究內容如下:
　　(1)在簡要綜述大跨度橋梁渦激振動、渦激力展向相關性及多階模態(tài)渦激振動研究現(xiàn)狀的基礎上，考慮影響渦激振動的渦激力展向相關性、振型等因素，確定采用拉條模型風洞試驗來研究矩形鈍體斷面

3、渦激振動的三維效應，并給出了本文的主要研究內容與研究技術路線。
　　(2)介紹了渦激力展向相關性的基本概念及影響因素，對寬高比為5∶1的矩形斷面節(jié)段模型渦激力展向相關性試驗結果進行了數(shù)據處理與分析，并采用模型測壓結果計算渦激力，進而對矩形斷面模型渦激振動響應進行計算，并與試驗測試結果進行比較，兩者總體吻合良好。
　　(3)在簡要介紹拉條模型基本原理的基礎上，設計并制作了寬高比為5∶1的矩形斷面拉條模型，并對其結構動力特性參數(shù)

4、進行了測試。分別進行了含測壓管路和不含測壓管路的拉條模型試驗，對矩形鈍體斷面三維渦激振動響應試驗結果進行了系統(tǒng)分析，并與按歐洲規(guī)范渦振振幅估算公式計算的不同模態(tài)進行比較。提出了節(jié)段模型渦激力展向相關性的振型修正方法，并采用剛體節(jié)段模型渦激力展向相關性與拉條模型渦激力展向相關性試驗數(shù)據進行了檢驗。分別對模型固定狀態(tài)和自由振動狀態(tài)下渦激力展向相關性進行了計算。
　　(4)采用拉條模型試驗實測了不同風速條件下模型由“靜止—共振”狀態(tài)響應