基于能量分析的大跨度桥梁自激振动及其控制机理研究

桥梁跨度大幅度增长带来的主要问题是结构刚度的急剧下降，这就使得风致振动对桥梁安全性的影响更加重要。在各种风致振动中对桥梁稳定、安全和使用性能影响最大的是自激振动。要澄清桥梁自激振动的发生机理就必须深入理解风与桥梁结构间的相互作用和能量传递原理，而这正是目前风振机理研究方面所欠缺和亟待解决的问题。.本项目采用桥梁风振能量分析和CFD数值分析，同PIV流场显示和节段模型试验相结合的方法，建立宏观和细观层面的桥梁风振能量分析方法，研究大跨度桥梁典型断面的自激振动能量在各自由度间的传递和分配规律，以及非定常自激力的做功规律，揭示桥梁结构与绕流气流之间的能量传递和转化规律，并从系统能量分析入手研究大跨度桥梁风振气动控制方法的控制原理。目的是获取对桥梁风致自激振动发生内在机理以及桥梁风振气动控制原理的深入认识，从而提升抗风研究的层次和水平，为我国跨海大跨度桥梁建设的安全性和经济性提供必要的理论支撑。