桥梁颤振气动导数辨识的工况模态分析理论

桥梁断面颤振导数的准确识别是桥梁空气动力稳定性分析的基础，基本识别手段是通过风洞试验，从节段模型的振动信号中提取出颤振导数随无量纲风速变化的曲线；桥梁风振属于载荷与结构耦合下受控主动反馈系统，这种特殊的控制不仅持续地改变了结构系统的参数，还深刻的改变了系统的动力学模型和特性，破坏了基于Lagrange理论和Maxwell互易律的基本条件，其阻尼和刚度矩阵不再保持对称性，对应于同一特征值的左右特征向 2100433B

出版说明

前言

第1章 绪论

1.1 大跨度桥梁的发展

1.2 桥梁颤抖振研究概况

1.2.1 颤 振

1.2.2 抖振

1.2.3 时域颤抖振

1.3 本书研究的内容

第2章 桥梁断面颤振导数的识别

2.1 颤振导数识别的修正最小二乘方法

2.1.1 分析模型

2.1.2 颤振导数识别方法

2.1.3 确定复频率初始值

2.2 高风速时颤振导数的非耦合识别方法2100433B

本书回顾了桥梁风工程中颤振和抖振的研究概况，提出了桥梁断面颤振导数识别的修正最小二乘方法等，建立了用于分析桥梁结构气动耦合颤振问题统一的多模态和全阶方法，并证实了其可靠性和有效性，发展了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元CQC方法，并总结了理论与方法以及实际应用方面的研究成果，对今后进一步的研究与发展提出了合理的建议。

本书是一本桥梁风工程领域的研究专著，可供桥梁工程教学与科研人员，以及桥梁抗风设计和建造工程师们参考使用。

本书的研究工作由国家自然科学基金重大项目资助（编号59895410）。

大跨度桥梁的颤振分析是抗风设计的主要依据，而风场模拟和颤振导数识别是进行颤振分析的两个前提条件。本项目在国家自然科学基金(512080155)资助下，进行了颤振分析、颤振导数识别以及风场模拟三个方面的工作。主要内容包括：研究了三种不同相干函数条件下模拟脉动风的统计特征变化规律，对比分析了三种风场模拟程序(谐波合成法、线性滤波法和特征正交分解法)的计算效率，研究结果表明：采用修正的指数表达式相干函数模拟的脉动风具有负相关性，同时能较好解决谱密度矩阵不正定的问题；谐波合成法较为适合桥梁结构的脉动风场模拟。提出了识别颤振导数的思路简单、适用性更广的小波识别法；改进了识别颤振导数的随机子空间法；编制了两种方法的计算程序，并通过算例分析验证了这些方法的有效性。发展了大跨度桥梁结构气动耦合颤振的双模态和多模态分析方法，对几座典型桥梁结构进行了耦合颤振分析，通过不同方法分析结果与精确解或试验结果之间的比较，验证了其有效性。提出了另一种修正的分步分析法，与Matsumoto提出的修正分步分析法相比，物理意义更明确；利用其对几种典型桥梁断面的颤振机理进行了深入的研究，同时首次探索性地解释了颤振后状态颤振分支跳转的原因。 2100433B