超大跨桥梁主梁风致效应的定常吸气流动控制机理结题摘要

本项目综合运用理论、数值以及实验研究手段，紧紧围绕定常吸气作用下的超大跨悬索桥箱形主梁断面风致绕流场特性，以及结构风致静、动力特性，揭示了定常吸气对于改善主梁断面风致绕流场特性，优化了主梁风致静力特性及风致涡振、颤振、驰振动力特性，以及提高了超大跨桥梁抗风能力的作用规律与流动控制机理，发展了基于流动控制方式提高超大跨桥梁抗风能力的定常吸气方法。首先，研究了断面风致绕流场定常吸气控制机理；之后，研究了来流与定常吸气气流共同作用下的主梁荷载特性；然后，研究了基于断面来流-吸气耦合流场特征的主梁风致作用流动控制机理；之后，研究了基于主梁断面来流-吸气耦合作用荷载的主梁风致作用流动控制机理；最后，研究了超大跨桥梁主梁风致效应的定常吸气控制设计方法。本项目研究为解决跨海级超大跨桥梁发展所面临的抗风难题提供了理论基础与技术储备，研究成果进一步丰富和发展了风工程理论，对提升我国重大工程防灾减灾能力具有重要意义。 2100433B

本项目综合运用理论、数值以及实验研究手段，紧紧围绕定常吸气作用下的超大跨悬索桥箱形主梁断面风致绕流场特性，以及结构风致静、动力特性，揭示定常吸气对于改善主梁断面风致绕流场特性，优化主梁风致静力特性及风致涡振、颤振、驰振动力特性，以及提高超大跨桥梁抗风能力的作用规律与流动控制机理，旨在发展基于流动控制方式提高超大跨桥梁抗风能力的定常吸气方法。首先，研究断面风致绕流场定常吸气控制机理；之后，研究来流与定常吸气气流共同作用下的主梁荷载特性；然后，研究基于断面来流-吸气耦合流场特征的主梁风致作用流动控制机理；之后，研究基于主梁断面来流-吸气耦合作用荷载的主梁风致作用流动控制机理；最后，研究超大跨桥梁主梁风致效应的定常吸气控制设计方法。本项目研究将为解决跨海级超大跨桥梁发展所面临的抗风难题提供理论基础与技术储备，研究成果将进一步丰富和发展风工程理论，对提升我国重大工程防灾减灾能力具有重要意义。

本项目主要针对主跨跨度800 米以上的斜拉桥和1500米以上的悬索桥等超大跨度桥梁，着重研究强台风和强季风及其动力作用下的风致灾变关键效应与过程控制，全面采用理论分析、模型试验、现场实测和数值模拟等研究手段，深入揭示风荷载多维和多点非平稳空间动力作用效应、风荷载非线性效应、风－雨－结构动力耦合效应以及结构与空气介质之间的能量转换机理，努力实现基于空间作用效应、非线性效应和动力耦合效应的超大跨度 2100433B