吊形式橋梁並びに並列橋を対象にした変動風によるガスト応答の評価

悬索桥和平行桥脉动风阵风响应评估

• 批准号: 63420040
• 负责人: 伊藤 学
• 金额: $ 9.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1990
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63420040/
• 关键词: 空力弾性振動; 吊形式橋梁; 自励振動; ガスト応答; 風洞実験; 数値予測; 全体模型; フラッター; 一様流; 境界層乱流; フラッター解析; ガスト応答解析; 吊橋

(1)吊橋の対風応答特性とその予測箱桁断面を有する超長大吊橋をモデルケ-スに選び、その全橋模型を用い、一様流、境界層乱流中において風洞実験を実施した。一方、部分模型実験において、空力三分力、非定常空気力の測定を行った。(a)一様流中でのフラッタ-発振風速の予測非定常空気力を用い、全橋模型でのフラッタ-発振風速の予測を、いわゆるストリップ理論を援用して行った、断面形状、気流傾斜角の異なる20近いケ-スにおいて、予測精度は高く、誤差は平均して数%、高々10%程度であることが示された。(b)ガスト応答予測準定常理論にもとづくガスト応答予測を行ない、水平、鉛直たわみ、ねじれの応答(二乗平均応答)がかなり予測できることがわかった。ただし、応答のパワ-スペクトルは必らずしも十分な精度で予測できておらず、今後の課題を残している。(2)斜張橋の対風応答特性箱桁断面を有する超長大斜張橋をモデルケ-スに選び、その全橋模型を用いた風洞実験を行った。一様流でのクラッタ-において、ねじれ変形の連成する水平横たわみ卓越型が観察された。自由振動状態においても水平横たわみにねじれが若干連成しており、このことが原因と思われる。そこで水平、ねじれ、鉛直たわみの三自由度系において非定常空気力を考慮した自励振動解析を実施した。その結果、対象とした断面の空力特性では、水平振動の回転半径が桁幅の3〜4倍以下になると、ねじれの連成した水平モ-ドが最低次のフラッタ-モ-ドとなりうることが明らかとなった。

（1）选择具有悬架桥的风反应特性及其预测的框架横截面的超长悬架桥作为模型情况，并使用整个桥模型以均匀的流量和边界层湍流进行了风洞实验。同时，在部分模型实验中，测量了空气动力学三方力和不稳定的空气动力。 （a）使用所谓的剥离理论，使用了不稳定的空气动力，预测使用不稳定的空气动力的弹跳风速，在完整桥模型中预测了弹性振荡风速的预测。在近20种不同的横截面形状和气流倾斜角的情况下，预测准确性很高，平均误差最多为百分之十，最多为10％。 （b）我们基于准稳态理论进行了阵阵响应预测，我们进行了阵阵响应预测，发现可以很好地预测水平，垂直偏转和扭转（均方根响应）的响应。但是，不能以足够的精确度预测响应的功率谱，从而留下了未来的挑战。 （2）选择带有盒子梁横截面的缆线桥作为模型情况，并使用整个桥模型进行了风洞实验。在均匀流动中的混乱中观察到扭转变形的水平横向偏转优势。即使在自由振动状态下，扭曲也会与水平偏转略微结合，这可能是原因。因此，考虑到不稳定的空气动力，自由度系统以三个自由度系统进行：水平，扭曲和垂直偏转。结果，揭示了目标横截面的空气动力学特性，当水平振动的半径变成数字宽度的3-4倍时，水平模式和扭转可能成为最低的订单扑动模式。