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郭增伟 副教授
zengweiguo@cqjtu.edu.cn山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地
土木工程学院桥梁工程系
重庆交通大学
大跨桥梁风致振动及控制
1 大跨桥梁跨径演变历程及面临挑战
2 桥梁风致振动现象及理论
3 桥梁颤振控制方法及原理
4 桥梁涡振控制方法及原理
5 斜拉索风雨振控制方法及原理
2015/9/30
2
大跨桥梁风致振动及控制
? 大跨桥梁振动类型
引起振动的主要因素
车辆、地震、风、波浪、行人等激励源
振动形式
地震动:地面运动引起结构的振动(横向振动)
风振:
主梁:颤振,涡振,抖振(竖向振动)
桥塔:驰振,涡振(横风向振动)
拉索:风雨振(平面外振动)
车振:车辆运动引起主梁竖向振动
行人引起的振动:竖向和横向振动
参数振动:斜拉索锚固端的竖向振动引起轴力周期变化
2015/9/30 3
大跨桥梁风致振动及控制
? 桥梁分类:四种桥型
梁式桥 拱式桥
斜拉桥 悬索桥
2015/9/30 4
大跨桥梁风致振动及控制
? 悬索桥跨度记录演变:4.1倍(1883~1998)
Brooklyn Bridge (1883, 483m)
2200
7. Akashi Kaikyo (1998, 1991m) 2000
1800
6. Great Belt (1998, 1624m)
1600
1400 3. Golden Gate (1937, 1280m) 5. Humber (1981, 1410m)
4. Verrazano (1964, 1298m)
1200
2. George Washington (1931, 1067m)
1000
800
600
1. Brooklyn (1883, 483m)
400
1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
Year
Akashi Kaikyo Bridge (1998, 1991m)
2015/9/30 5
大跨桥梁风致振动及控制
? 斜拉桥跨度记录演变:6.0倍(1955~2013)
Stromsund Bridge (183m, 1955)
1200 12. Russky (2013, 1104m)
1100
11. Sutong (2008, 1088m)
1000
10. Tatara (1999, 890m)
The first modern cable-stayed bridge
900
800
9. Normandy (1994, 856m)
Sutong Bridge (1088m, 2008)
700
600
8. Yangpu (1993, 602m)
7. Skarnsundet (1992, 530m)
500
400
300
6. Annacis (1988, 465m)
5. Barrioscle Luna (1984, 440m)
4. Saint-Nazaire (1975, 404m)
3. Duisburg-Neuenkamp (1970, 350m)
2. Severin (1959, 301m)
200
1. Stromsund (1955, 183m) 100
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Year
The longest-span cable-stayed bridge
2015/9/30 6
大跨桥梁风致振动及控制
? 拱桥跨度记录演变
? Bayonne Bridge: 503m(1931年)
? New River Gorge Bridge: 513m(1977年)
? 上海卢浦大桥: 550m(2003年)
? 重庆朝天门桥: 552m( 2009年,78年间+49m)
2015/9/30 7
大跨桥梁风致振动及控制
? 悬索桥跨径增大面临的挑战
Te n Longest Span Suspension Bridges in the World
Span
Order
Bridge Name
Main
Span
Girder
Type
Wind-induced
Problems
Control
Measures
Country
Year
Built
1 Akashi Kaikyo 1991m Truss Flutter Slot/Stabilizer Japan 1998
2 Xihoumen 1650m Box Flutter Slot China 2008
3 Great Belt 1624m Box Vortex Guide vane Denmark 1998
4 Runyang 1490m Box Flutter Stabilizer China 2005
5 Humber
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