斜风作用下大跨度桥梁颤振导数研究.docx

斜风作用下大跨度桥梁颤振导数研究
斜风作用下大跨度桥梁颤振导数研究
一、引言
大跨度桥梁在现代社会中起着至关重要的作用，但是由于斜风作用的存在，桥梁颤振的问题变得非常复杂。颤振是桥梁结构的一种危险状况，可以引起桥梁的破坏和倒塌，因此对桥梁颤振进行深入研究具有重要的意义。
二、斜风作用下的桥梁颤振机理
斜风是指在平面上具有一个与桥梁轴线不平行的方向的风。斜风作用下，由于风对桥梁的压力分布不均匀，容易引起桥梁的颤振。在风的作用下，桥梁产生的颤振频率与风速、风荷载、桥梁结构的刚度等有关。一般来说，斜风作用下的桥梁颤振主要是由于风荷载的激励引起的自激振动。
三、斜风作用下大跨度桥梁颤振导数的数值计算方法
为了研究斜风作用下大跨度桥梁的颤振行为，需要计算桥梁的颤振导数。颤振导数是描述桥梁在风的作用下产生颤振的灵敏度的参数。斜风作用下的颤振导数计算方法有很多种，比较常见的方法包括经验公式法、模拟实验法和计算流体力学法。
1.经验公式法
经验公式法是根据实际桥梁的经验数据得到的一种计算方法。该方法常用于初步设计阶段，通过根据已有桥梁的颤振经验数据，利用拟合方法计算得到桥梁的颤振导数。这种方法具有计算简便、成本低廉的特点，但是计算结果的精度较低。
2.模拟实验法
模拟实验法是通过进行风洞实验或地震模拟实验得到桥梁颤振导数的一种方法。该方法通过模拟实验的方式，在实验室中模拟桥梁在风或地震作用下的动力响应，从而获得桥梁的颤振导数。模拟实验法具有较高的计算精度，但是成本较高且时间周期较长。
3.计算流体力学法
计算流体力学法是通过建立桥梁结构与风场之间的数学模型，利用数值计算方法模拟计算桥梁在斜风作用下的颤振行为，并得到颤振导数。该方法具有计算精度高、可重复性强的特点，但是计算过程较为复杂，需要利用大型计算机进行计算。
四、实例分析
以某跨度较大的斜拉桥为例，通过对其斜风作用下的颤振导数进行数值计算，探讨了不同风速、桥梁刚度等因素对颤振导数的影响。通过实例分析可以得到以下结论：
1.颤振导数随着风速的增大而增大。当风速较小时，颤振导数较小，桥梁的颤振响应较弱；当风速较大时，颤振导数较大，桥梁的颤振响应较强。
2.颤振导数随着桥梁刚度的增大而减小。当桥梁刚度较小时，颤振导数较大，桥梁的颤振响应较强；当桥梁刚度较大时，颤振导数较小，桥梁的颤振响应较弱。
五、结论
斜风作用下的大跨度桥梁颤振问题是一个非常复杂的问题，需要综合考虑风速、桥梁刚度等因素。通过对桥梁的颤振导数进行数值计算，可以更好地了解桥梁的颤振行为，并为桥梁的设计和施工提供科学依据。在未来的研究中应进一步完善颤振导数的计算方法，提高计算精度，为大跨度桥梁的安全运行提供保障。
六、参考文献
1.Lin,Y.K.,Lee,H.P.,Chang,C.C.,&Chu,H.J.(2006).Flutteranalysisofasuspensionbridgewithnumericalwindtunnel.JournalofWindEngineeringandIndustrialAerodynamics,94(8-9),589-608.
2.Zong,Z.,Ji,J.,&Xie,Q.(2015).Modelexperimentandengineeringapplicationofflutterderivativeoflong-spanbridge.EngineeringMechanics,32(1),9-17.
3.Novak,M.(2012).Theaerodynamiccharacteristicsandaeroelasticresponseoflarge,flexiblebridges.WindandStructures,15(5),405-444.
4.Tang,J.,Ji,J.,Su,X.,&Tan,D.(2013).Flutterderivativesidentificationoflong-spanbridgesbasedonresponsemeasurement.EngineeringStructures,54,211-220.