平行分离双幅桥气动导数识别的混合强迫振动试验法

自由振动试验法(FreeV法)用于平行分离双幅桥气动导数识别时,由于人工初始激励不同,节段模型产生的气动干扰不同,进而导致气动导数识别结果规律性差,识别数据离散性大。为此,提出了混合强迫振动试验法(MFV法),并对比分析了MFV法和FreeV法识别出的气动导数,以及基于MFV法和FreeV法的二维颤振分析结果与节段模型测试结果。研究结果表明:无论是上游桥还是下游桥,MFV法识别的气动导数均离散性较小,随折算风速的变化规律明确;而FreeV法识别的气动导数离散性较大,随折算风速的变化规律较差,尤其是受气动干扰效应影响较大的下游桥;基于MFV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果较为接近,而基于FreeV法预测的颤振临界风速与节段模型测试结果的偏差较大,尤其是下游桥,偏差更为显著;相比于FreeV法,MFV法能更为准确地模拟平行分离双幅桥的气动干扰效应,其颤振预测结果更准确。

预应力混凝土系杆拱桥动载试验分析

以某现役预应力混凝土系杆拱桥为例,为了解其运行过程中动力特性及运营质量,对桥梁结构展开现场动力荷载试验,并对主要控制截面展开不同工况下脉动试验和强迫振动试验,同时结合有限元分析方法展开桥梁理论分析计算,并将试验结果和模拟结果进行对比。结果表明,该系杆拱桥动力性能、刚度等完全符合规范;为提升桥梁结构性能及质量,还必须注重日常养护管理。

桥板颤振导数的比较和敏感性分析 第一部分:试验数据分析

为评估风载下桥板的性能,通常采用多年来发展的两个独特的方法(自由和强迫振动),从风洞模型试验中得到桥板气动弹性系数。尽管已有众多的研究者对每个技术优缺点进行分析,但文献中缺少对试验结果的系统比较。本研究的意义在于进行与长期颤振导数试验数据相关的评估,包括分析和解释自由和强迫振动两种方法的异同点。从2002年开始,美国的爱荷华州大学和日本的公立研究所着手进行桥颤振导数的研究。试验包括的截面类型很广,从矩形棱柱到改进型,尤其考虑了当前在大跨桥中采用空气动力学设计梁的趋势。同时系统地分析和比较了两种方法颤振导数的试验结果。在相关的论文中,对敏感性进行分析以研究大跨桥在气动弹性不稳定时颤振导数数据中所隐含的不同点。

附加风攻角对1400m斜拉桥颤振分析结果的影响

1400m钢箱梁斜拉桥更为轻柔化,颤振性能受附加风攻角的影响不容忽视。在对其进行频域颤振分析时,不同的颤振导数识别风洞试验以及不同的颤振分析方法对于附加风攻角的包含程度各不相同,将两者组合使用后导致得到的颤振分析结果也势必存在差异。而在这些结果中哪些分析结果更为合理有待明确。通过对比四种可能情况下得到的颤振分析结果,1 400 m钢箱梁斜拉桥在附加风攻角的影响下,颤振分析结果体现了下述规律:基于强迫振动节段模型试验得到的颤振导数,采用考虑附加风攻角影响的颤振分析方法,得到的颤振分析结果更为合理;而基于自由悬挂节段模型试验得到的颤振导数,采用不考虑附加风攻角影响的颤振分析方法,得到的颤振分析结果仅部分包含了附加风攻角的影响;其他两种情况下得到的颤振分析结果均不正确。

基于稳态简谐激励的人行桥模态参数识别

为了探究稳态激振现场试验方法在人行桥模态参数识别中的可行性,通过数值仿真分析和现场试验,研究了基于稳态激振的人行桥模态参数识别。该方法首先通过单点简谐激励获得结构稳态响应的频响函数(FRF),然后对实测频响函数按单模态或多模态叠加形式进行最小二乘曲线拟合得到结构的固有频率、阻尼比、模态振型和模态质量。以一频率密集分布的多点弹性支撑梁为数值算例,分析了激振器激振质量、频率间隔、激振次数、多模态参与和噪声对识别结果的影响。采用该方法识别了一座双层分离桥面曲线人行桥第1阶侧弯模态的频率、模态质量及阻尼比,为该桥的人致振动分析及减振设计提供了有效手段。结果表明:激振质量会改变结构固有模态参数,因此在满足激振条件下激振质量应尽可能小;选择合适的激振带宽和较小的激振频率间隔能获得更可靠的结果;人行桥现场稳态激振试验识别的频率和阻尼比与自由振动识别结果基本相符,识别的模态质量与有限元计算结果相符,说明该方法可行。

基于大涡模拟方法研究大跨度曲面屋盖非定常气动力的特性（英文）

目的:探讨作用于大跨度曲面屋盖非定常气动力的特性,为考虑非定常气动力影响的大跨度曲面屋盖抗风设计提供理论参考。创新点:1.采用强迫振动试验;2.采用大涡模拟(LES)流入脉动风的生成方法;3.研究大跨度曲面屋盖非定常气动力特性。方法:1.通过强迫振动风洞试验方法探讨风速、强迫振动振幅、屋盖的矢跨比和缩减频率对非定常气动力的影响;2.采用计算流体力学数值模拟重现风洞试验,从而在更宽的缩减频率范围内分析非定常气动力的特性,并且通过可视化流场的分析探讨风与屋盖相互作用的机理。结论:1.屋盖的振动对屋盖表面的风压分布影响较大。2.屋盖的振动可能抑制屋盖背风面漩涡的脱落。3.根据风洞试验和数值模拟的结果分析得到的矢跨比、风速和振动振幅对气动阻尼系数和气动刚度系数的影响较小;气动阻尼系数和气动刚度系数主要随着缩减频率的变化而变化。4.气动刚度系数为正值,使得结构的总刚度减小,从而减小结构的固有频率;气动阻尼系数为负值,使得结构总阻尼增加。5.风洞试验和LES模拟结果的一致性可以说明,LES是一个能够有效研究非定常气动力特性的数值模拟方法。