钢桁梁抖振力空间相关性及气动导纳研究-桥梁与隧道工程专业论文.docxVIP

西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得 的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表 和撰写过的研究成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体，均己在文中做了明确说 明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1．采用高频动态天平，研发了桁架梁桥梁断面抖振力同步测量系统；首次研究了 桁架梁桥梁断面气动力的跨向相关性，建立了含有模型特征尺寸的桁架梁桥梁 断面气动力跨向相干函数经验公式。(第4章、第5章) 2．从理论上得到了桁架梁断面气动导纳的三维表达式。基于桁架梁断面跨向气动 力相关性的试验结果，首次获得了桁架梁桥梁断面两波数的气动导纳。(第6 童) 3．提出了桁架梁桥梁断面的等效气动导纳概念，通过风洞试验研究了桁架梁桥梁 断面的等效气动导纳，得到了桁架梁桥梁断面的等效气动导纳经验公式。(第6 童) 学位论文作者签名：土沁 日期：为舡『『’娩 万方数据 西南交通大学博士研究生学位论文 西南交通大学博士研究生学位论文 第l页 摘要 本论文回顾了大跨度桥梁抗风研究的发展，总结了大跨度桥梁抖振分析现状以及 目前存在的问题，特别是桁架梁桥梁。指出了桁架梁桥的主梁气动力跨向相关性及主 梁气动导纳是桁架梁桥抖振精细化研究的重要研究方向。采用风洞试验技术，获得了 两种紊流积分尺度下两种缩尺比模型的桁架梁主梁断面的节段气动力，利用节段气动 力开展了对桁架梁主梁断面的气动力跨向相关性和气动导纳的深入研究。本文的主要 内容包括： 1． 回顾了大跨度桥梁抗风研究的发展历程，特别是桁架梁桥梁抖振分析现状以及 目前存在的问题。概述了气动导纳的研究现状及研究方法。 2．在风洞中模拟了两种不同紊流积分尺度的紊流场，研究了两种紊流场的紊流统 计特性。 3． 研发了多天平桁架梁抖振力测量系统，同时采用两个高频动态天平研究了两种 缩尺比模型桁架梁断面的抖振力沿跨向的变化规律，分析了抖振力的统计特 性。 4．基于试验获得的模型各节段的气动力时程，分析了桁架梁断面的抖振力跨向相 关性，验证了桁架梁的抖振力相关性大于脉动风速的相关性，表明现行抖振分 析方法中采用脉动风速相关性表达抖振力的相关性可带来不安全的结果。 5．从理论层面得到了桁架梁断面气动导纳的三维表达式。基于桁架梁断面跨向气 动力相关性，计算得到了桁架梁断面两波数气动导纳。 6．提出了桁架梁主梁断面等效气动导纳的概念，对两种缩尺比模型的桁架梁主梁 断面在两种紊流场中的气动导纳函数进行识别，归纳出了包含有模型特征尺寸 的桁架梁主梁断面等效气动导纳经验公式，讨论了桁架梁主梁断面的气动导纳 函数与Sears函数的区别。 7．根据桁架梁抖振力跨向相干函数和气动导纳函数，进行了桁架梁桥梁抖振频域 计算，分析了气动导纳和相干函数对抖振响应的影响。 关键词：大跨度桥梁；桁架梁；风洞试验；节段测力；等效气动导纳；抖振力跨向相 关性；抖振分析 万方数据 第1 第1 I页 西南交通大学博士研究生学位论文 ABSTRACT ne research progress of wind resistance of long-span bridges were reviewed and the research of buffeting correlation for long—span bridges，especially for those with truss girders， were summarized in this dissertation．Then me spanwise correlation of aerodynamic force and the aerodynamic admittance of the truss girder are indicated important research orientation of the truss girder buffeting refinement study．The aerodynamic forces of truss girder sectional models with two scale ratios under two turbulence integral scales were obtained by wind tunnel tests．Based on the aerodynamic forces obtained from sectional model，the spanwise correlation of a