索网及薄膜结构的随机风振反应

本相目对索网结构及薄膜结构在随 机风荷载作用下的动力反应进行了较深入系统的理论和实验研究。所取得的主要成果有：（1）进行了一系列索网结构气弹模型风洞实验；（2）提出了具有空间相关性风场的计算机模拟方法及修正的巴斯风速谱；（3）改进、完善了课题组所提出的悬索结构非线性风激动力反应分析的时域方法，研制了相应的计算程序；（4）提出了薄膜结构风激动力反应分析的方法，并对薄膜结构的风振反应进行了初步研究；（5）提出了旋索结构抗风设计的基本思路 ，提出了广义风振系数的概念，并针对两种典型的索网形式进行了大规模参数分析，给出了风振系数。本项目的研究成果具有重要理论意义和工程应用价值。 2100433B

对封闭型和悬挑型斜拉网壳，用时域法，以有限元和随机振动理论研究网壳—索—塔体系耦合作用，以计算流体力学分析风与结构耦合作用，建立双耦合风板模型及理论计算体系。结合谐波法和滤波法，发展新的风速时程模拟法；以小波理论研究风速时频。研究空间布索下拉索驰据，辅索减振，阻尼对减振影响。为抗风设计提供理论方法、风振系数和减振对策。 2100433B

大跨斜拉桥拉索的风雨激振是当前严重的工程问题，在理论上亦有很大难度。本研究首先在模拟降雨和人工模拟水线条件下对拉索模型进行测力和测振的风洞实验，细致观测拉索风雨激振的条件、气动力和振动特性以及影响参数，进一步明确其机制。然后，基于国内外已有成果和上述风洞实验结果，建立更合理的理论分析方法。最后，将成果用于实际桥梁工程。

斜拉桥拉索的风雨激振现象严重地影响斜拉桥的安全。由于涉及到气、液、固三相之间的相互耦合，问题非常复杂，其机理至今仍未有定论。本项目拟深入地研究拉索表面和水线之间的相互作用力，这是正确地建立水线运动微分方程的前提。然后，对粘贴固定人工水线的三维拉索进行各种工况下的表面测压风洞试验，通过周向积分得到拉索和水线的平均气动力系数。在均匀流场中，推导拉索(包括节段拉索和三维连续拉索)和水线的运动微分方程，分别建立节段拉索和三维连续拉索的风雨激振理论分析模型，采用数值方法求解得到拉索和水线的运动规律，进而研究均匀流场中斜拉索风雨激振的机理。最后，在紊流风场中，建立节段拉索和三维连续拉索的风雨激振理论分析模型，研究紊流对风雨激振的影响。综合均匀风场和紊流风场的研究结果，提出一种合理的斜拉索风雨激振的机理解释。 2100433B