大跨度桥梁台风风环境实测与风振失效机理研究中文摘要

沿海地区大跨桥梁风振响应理论一般基于良态气候模式。事实上，台风多发区内柔性结构对于台风极值风速作用非常敏感，尽管我国是世界上少数几个受台风影响最严重的国家之一，抗风规范并未对台风风荷载作相应的规定。从已有的工程实践来看,台风极值风速往往成为控制大跨桥梁设计、施工的关键因素。由于缺少必要的研究储备，如何考虑台风作用下桥梁风振响应并提出控制措施是困扰桥梁工程师的一项难题，为此，拟开展台风气候模式下大跨梁风环境实测与风振失效机理研究。该项研究将为建立台风气候模式下大跨桥梁抗风设计理论与方法奠定基础。主要内容如下：(1)建立随机参数台风模型和工程场地极值风速预测方法；(2)结合台风实际观测结果，探讨沿海地区台风气候风特性参数取值规律；(3)建立考虑多种随机性因素的全概率方法大跨桥梁风振失效评价方法；(4)研究台风作用下大跨桥梁失效机理和气动控制措施，为大跨桥梁风险评估和减振控制措施提供合理的依据。 2100433B

应用PIV流场显示技术观测、记录和分析典型桥梁断面的气流绕流特征，辅以CFD计算和测压试验，在细观层面上定量研究桥梁断面周围的旋涡非定常演化规律及其诱导的非定常气动力与桥梁断面运动的非线性关系。然后以此为基础，结合宏观层面研究成果，建立适合于澄清桥梁风振机理的分析方法，并对大跨度桥梁典型断面的风振机理进行深层次的分析和总结。最后应用PIV流场显示技术和风振机理分析方法，对大跨度桥梁颤振和涡振气动控制的机理进行分析和探讨。.目前桥梁风振机理和气动控制机理的研究比较少，且集中在以气动阻尼、振动形态为对象的宏观层面研究，缺乏细观层面研究的现状使得理论框架不完善，难以获取对风振机理的透彻认识，亦难以对应用型研究提供应有的指导和理论支撑。通过将PIV技术应用到桥梁风振研究中去，推动细观层面研究的突破，实现细观、宏观研究成果的结合，无论是在理论框架完善还是工程应用指导上都具有重大意义。 2100433B