摘要：基于节段模型弯扭耦合自由振动试验,在现有的最小二乘迭代法中引入加权矩阵,给出了桥梁断面颤振导数识别的加权最小二乘迭代法(WLS法)。设计了一个节段模型仿真系统将WLS法与现有方法进行了比较,试验结果验证了WLS具有更好的识别精度和计算效率。最后基于MATLAB语言编制了颤振导数识别程序并应用于风洞试验中,通过不同识别方法的风洞试验结果对比验证了该方法的正确性与可靠性。

摘要：为了研究拱形钢塔在施工阶段和成塔状态时的风致振动控制方法,建立了之江大桥施工及成塔状态的拱形钢塔有限元模型,采用改进谐波合成法模拟了脉动风荷载并作为输入,对加设MTMD的施工及成塔状态的钢拱塔进行了动力时程分析。利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编制了计算程序,以精确求解钢拱塔顶部的最大位移与加速度的减振率,进而对MTMD系统进行了参数分析,研究了质量比μ、TMD的数量m、阻尼比ξT和带宽β对MTMD系统减振效果的影响,并得到了最优化的参数值;并设计了可控制钢拱塔面内(施工)与面外(成塔)振动的MTMD系统,提供了工程施工所需的具体设计参数值。研究结果表明:当钢拱塔从施工状态变为成塔状态时,其基阶振型也由面内振动转变为面外振动,在这体系转换过程中,钢拱塔容易发生风致振动;建议了施工和成塔状态的MTMD系统的最优参数值,即μ=0.01、m=12、ξT=0.05、β=0.1(施工)和β=0.2(成塔)。所设计的可转动的MTMD系统可以有效地控制钢拱塔的风致振动响应,并可为同类工程的建设提供科学依据和参考。

摘要：针对光伏组件风荷载及其体型系数的取值,通过以风洞试验为主结合数值计算的方法,对光伏组件支架单元进行风场特性研究,阐明各种因素(光伏组件倾角、高度、间距、方阵中的位置等)对其风荷载体型系数的影响规律,提出考虑各影响因素的风荷载计算公式。结果显示:光伏组件所受风荷载对其倾角变化敏感,随着倾角的增大而增大;光伏组件所受风荷载(正、负压差值)在靠近来流上游处最大,方阵边缘处较大,向下游发展逐渐变小;通过试验对光伏组件风荷载有关的各影响因素进行参数化,推导出其风荷载计算公式并给出算例,可为太阳能光伏结构的抗风设计提供参考。

摘要：确定沿海开阔地区桥址处的合理设计风速,对大跨径桥梁抗风性能的研究至关重要。以广东省佛山市境内的洪奇门特大桥为工程背景,首先,以桥梁主跨中心位置为圆心,设计了几何缩尺比为1∶500的桥址处地形模型,模拟了方圆1 km范围内的地形、植被和建筑。接着,通过地形模型风洞试验研究了沿海开阔地区桥址处的风速分布规律。然后,偏保守地选取跨中测点为研究对象,以不同来流方向的地表粗糙度系数的平均值为修正参数,对规范法和加权平均法的设计风速值进行了修正。最后,首次提出了地貌分块的概念并给出实际分析步骤。根据地貌面积权重和测点相对位置权重,定量研究了非均匀局部地貌和相对位置对地表粗糙度系数的影响。结果表明:在沿海开阔地区,不同风向的风速剖面与规范推荐的幂指数规律吻合较好,拟合试验数据得到的地表粗糙度系数分布较为集中,相关性较强,且大部分工况的地表粗糙度系数不超过《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T 3360-01—2018)中B类地表粗糙度系数,说明来流风向和测点位置对风速剖面发展的影响较小;修正后的风速结果相较于常规方法获取的风速值提高了1.7%,并给出桥址处设计风速建议值;地貌权重比位置权重高16%。研究结果有利于细化沿海开阔地区地表粗糙度的合理取值。

摘要：以南京长江三桥、江海直达桥方案Ⅰ以及江海直达桥方案Ⅱ为例,从主梁涡激共振的应力状态出发,推算了算例钢桥塔的弯曲涡激共振允许振幅,并研究了该振幅允许值与塔高的关系,总结出以塔高为参数的桥塔弯曲涡激共振允许振幅估算公式。研究桥塔自立状态弯曲涡激共振允许值时,参照钢主梁竖向涡激共振振幅达最大允许值时由振动引起的主梁控制截面竖向弯曲应力值占主梁钢材允许弯曲应力的比值,将该比值引入桥塔弯曲涡激共振振幅允许值的研究中。最后进行了算例桥塔的气弹模型风洞试验。结果表明:钢主梁竖向涡激共振弯曲应力最大允许值与主梁钢材允许弯曲应力的比值为一定值,钢桥塔弯曲涡激共振振幅达最大允许值时,振动引起的塔控制截面弯曲应力与塔钢材允许弯曲应力的比值也可认为是一定值;桥塔弯曲涡激共振最大允许幅高比约为0.12%;研究结果可为大跨桥梁索塔涡激共振允许振幅的确定提供参考。

摘要：以三水河特大桥为工程背景,通过风洞试验研究了西部河谷地区桥址处风场特性,分析了西部河谷地区不同风向来流时桥址处风剖面、湍流强度、积分尺度及脉动风功率谱变化情况。通过梯度风速相似关系,结合规范梯度风速,提出由风洞试验实测桥址处风剖面指数及梯度风高度反算桥梁设计基准风速的方法。试验结果表明:当来流与河谷走向一致时风剖面接近幂指数分布,其他风向角风剖面不能用统一的幂指数分布表示,河谷风平均风剖面指数较其他风向小,拟合得到指数为0.142;河谷内的湍流度比较大,特别是在接近边坡的位置,桥面高度跨中的湍流度大于15%;由于桥梁结构位于河谷内,平均风速在来流风速的基础上被衰减而非放大,桥址处无明显的峡谷风效应;湍流积分尺度与脉动风功率谱的变化需要考虑周围山地的影响。

摘要：近年来,随着我国基础设施的进一步完善,以跨越能力著称的悬索桥被广泛应用于各地桥梁结构的建设中,同时涌现出大量的窄悬索桥。然而,悬索桥的风致振动问题是影响其适用性的重要因素,窄悬索桥所遇到的风致振动问题更为复杂。能减小结构风致振动的措施很多,不同的措施对结构振动的影响效果亦不同。结合在设计风速下抗风能力不满足要求的窄悬索结构,提出提高结构抗风能力的措施,并对各种措施的作用效果进行对比分析,得出较为合理的抗风措施组合以使结构的抗风能力满足要求。

摘要：为实现下击暴流风场高精度数值模拟,基于冲击射流模型开展稳态下击暴流数值模拟,引入网格滑移技术实现下沉气流移动效应的模拟,研究下击暴流移动过程中的风场演变规律;提出以实测数据为目标的下击暴流模拟参数优化方法,将目标风速时程抽象为若干特征点,通过模拟特征点与目标值的误差建立目标函数;将代理模型引入下击暴流模拟参数优化的过程以提高计算效率,并通过数值模型计算设计样本点响应来训练代理模型;通过5组测试算例验证Kriging模型的代理精度和参数优化方法的可行性,采用所提出的优化方法以安德鲁斯空军基地(AAFB)所监测的下击暴流风场为目标进行模拟参数优化,并基于此参数进行数值模拟。研究结果表明:下沉气流喷口速度Uj、喷口移动速度UT和环境风速Ub的相对值是影响下击暴流平均风速时程时变特征的关键因素;在参数优化过程中引入代理模型替代数值模型参与优化迭代,极大地提高了参数优化的效率;基于最优参数进行数值模拟,显著提高了下击暴流数值模拟的精度。

摘要：为提高风洞试验数据的可靠性、了解节段模型端部效应对试验结果的影响,通过风洞试验与数值模拟相结合的方法针对典型桥梁断面制作多组不同长宽比的节段模型研究了节段模型长宽比对三分力系数的影响。利用不同长宽比节段模型试验得到的三分力系数,分析三分力试验误差对静风稳定性及抖振响应的影响。为进一步扩大模型长宽比的研究范围,借助了CFD方法重现风洞试验,在保证数值模拟精度的前提下开展了多个长宽比模型的气动力与流场分析,系统总结不同长宽比模型端部效应的影响规律。分析结果表明:为保证测力试验结果的精度和稳定性,节段模型长宽比建议大于等于3,对于流线型箱梁断面,可以适当放宽要求,节段模型长宽比应大于等于2;当长宽比小于建议值,得到的静风稳定结果和抖振响应结果偏危险,长宽比越小,偏差越大;流线型箱梁阻力系数单侧“影响区”的量纲一的长度约1,升力矩系数单侧“影响区”量纲一的长度约为0.6,升力系数的单侧“影响区”量纲一的长度明显远大于其他气动力系数。流线型断面顶板、底板的压力分布对长宽比的变化较为敏感,上、下游侧斜腹板的压力分布受长宽比的影响较小。

摘要：随着桥梁跨径的不断增大,桥梁结构质量越来越轻、结构刚度越来越小、结构阻尼越来越低,从而导致了对风致作用的敏感性越来越大。基于风洞试验测得的主梁静力三分力系数,在综合考虑结构几何非线性和静风荷载非线性的基础上,对大跨径悬索桥以及大跨径斜拉桥进行了静风失稳全过程分析;然后分别考察了三分力系数、初始风攻角、桥塔风荷载、缆索风荷载以及边跨风荷载等参数对大跨径缆索承重桥静风稳定性的敏感程度。