同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学土木工程防灾国家重点实验室 SLDRCESLDRCE 大跨度桥梁斜风颤振性能大跨度桥梁斜风颤振性能大跨度桥梁斜风颤振性能大跨度桥梁斜风颤振性能 大跨度桥梁风致稳定性研究新进展和挑战大跨度桥梁风致稳定性研究新进展和挑战大跨度桥梁风致稳定性研究新进展和挑战大跨度桥梁风致稳定性研究新进展和挑战 二 二 二 二 桥梁工程新进展桥梁工程新进展桥梁工程新进展桥梁工程新进展 之一之一之一之一 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 内容内容 2 32 32 32 3 扁平箱断面桥梁斜风颤振性能扁平箱断面桥梁斜风颤振性能扁平箱断面桥梁斜风颤振性能扁平箱断面桥梁斜风颤振性能 2 52 52 52 5 带挑臂双主肋断面桥梁斜风颤振性能带挑臂双主肋断面桥梁斜风颤振性能带挑臂双主肋断面桥梁斜风颤振性能带挑臂双主肋断面桥梁斜风颤振性能 2 42 42 42 4 扁平开口薄壁断面桥梁斜风颤振性能扁平开口薄壁断面桥梁斜风颤振性能扁平开口薄壁断面桥梁斜风颤振性能扁平开口薄壁断面桥梁斜风颤振性能 2 12 12 12 1 研究背景研究背景研究背景研究背景 2 22 22 22 2 斜风颤振节段模型试验方法斜风颤振节段模型试验方法斜风颤振节段模型试验方法斜风颤振节段模型试验方法 2 7 2 7 2 7 2 7 总结总结总结总结 2 62 62 62 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 12 1研究背景研究背景 桥梁颤振的研究方法桥梁颤振的研究方法 风洞试验方法风洞试验方法 节段模型试验节段模型试验 拉条模型试验拉条模型试验 基于试验气动导数的基于试验气动导数的 理论分析法理论分析法 二维分析二维分析 三维有限元分析三维有限元分析 CFDCFD方法 还不成熟方法 还不成熟 认为 法向风最不利认为 法向风最不利 全桥气弹模型试验全桥气弹模型试验 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 1 2 1 研究背景研究背景 续 续 直观考察开口断面直观考察开口断面 一般具有外露的横梁一般具有外露的横梁 对于法向风 对于法向风 外露横梁与风向一致外露横梁与风向一致 对绕流的干扰可忽略对绕流的干扰可忽略 对于斜风 对于斜风 外露横梁与风向存在一个夹角外露横梁与风向存在一个夹角 对绕流有阻挡 扰动等干扰作用对绕流有阻挡 扰动等干扰作用 气动性能可能变差气动性能可能变差 斜风颤振临界风速可能低于风向风斜风颤振临界风速可能低于风向风 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 1 2 1 研究背景研究背景 续 续 斜风作用下颤振分析斜风作用下颤振分析 平均风分解法平均风分解法 U UN Ucos UP Usin Ucr Ucr 0 cos 法向风最不利法向风最不利 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 1 2 1 研究背景研究背景 续 续 ScanlanScanlan单自由度扭转近似斜风颤振理论单自由度扭转近似斜风颤振理论 U 斜截面 正截面 B M se B B cos 假设 法向风情况的气动片条理论仍适用于斜风的情况假设 法向风情况的气动片条理论仍适用于斜风的情况 斜风气动导数定义为 斜风气动导数定义为 22 2 1 2 se B MKU BKAK U b 12 894m T 1 38m D 0 6mB 28 7m H 10 7m b 12 894m T 1 38m D 0 6m 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 节段模型节段模型 几何比 几何比 L L 1 601 60 风速比 风速比 V V 1 51 5 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线颤振临界风速 风偏角曲线 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 D 0 6mD 0 6m 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线颤振临界风速 风偏角曲线 续 续 0246810121416 5 10 15 20 25 30 35 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 0246810121416 6 8 10 12 14 16 18 20 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 下降下降9 8 9 8 开槽开槽0 6m0 6m 基本截面 基本截面 封槽封槽 下降下降7 5 7 5 基本断面基本断面 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 续 续 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线 续 颤振临界风速 风偏角曲线 续 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 上上 下稳定板下稳定板 续 续 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线颤振临界风速 风偏角曲线 续 续 0246810121416 10 15 20 25 30 35 40 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 0246810121416 5 10 15 20 25 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 开槽开槽0 6m 0 6m 上稳定板上稳定板 顶至 顶至0 5H0 5H栏杆 栏杆 封槽封槽 上稳定板上稳定板 顶至 顶至0 5H0 5H栏杆 栏杆 下降下降4 3 4 3 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 上稳定板上稳定板 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线 续 颤振临界风速 风偏角曲线 续 0246810121416 10 15 20 25 30 35 40 45 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 0246810121416 5 10 15 20 25 30 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 开槽开槽0 6m 0 6m 上稳定板上稳定板 顶至 顶至0 75H0 75H栏杆 栏杆 封槽封槽 上稳定板上稳定板 顶至 顶至0 75H0 75H栏杆 栏杆 下降下降10 4 10 4 下降下降10 5 10 5 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 上稳定板上稳定板 续 续 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线 续 颤振临界风速 风偏角曲线 续 0246810121416 10 15 20 25 30 35 40 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 0246810121416 5 10 15 20 25 30 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 下降下降3 8 3 8 下降下降17 7 17 7 开槽开槽0 6m 0 6m 上稳定板上稳定板 顶至 顶至1 0H1 0H栏杆 栏杆 封槽封槽 上稳定板上稳定板 顶至 顶至1 0H1 0H栏杆 栏杆 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 封槽封槽 上稳定板上稳定板 续 续 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线 续 颤振临界风速 风偏角曲线 续 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 下稳定板下稳定板 0246810121416 5 10 15 20 25 30 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 下降下降12 2 12 2 开槽开槽0 6m 0 6m 下稳定板下稳定板 高 高0 10H0 10H桁架 桁架 0246810121416 5 10 15 20 25 30 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 下降下降6 5 6 5 开槽开槽0 6m 0 6m 下稳定板下稳定板 高 高0 15H0 15H桁架 桁架 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能 风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战风致稳定研究新进展和挑战 2 6 2 6 桁架梁桥梁斜风颤振性能桁架梁桥梁斜风颤振性能 续 续 试验结果试验结果 颤振临界风速 风偏角曲线 续 颤振临界风速 风偏角曲线 续 0246810121416 5 10 15 20 25 30 Ucr m s 3o 0o 3o 风偏角 o 下降下降8 7 8 7 开槽开槽0 6m 0 6m 下稳定板下稳定板 高 高0 20H0 20H桁架 桁架 基本断面基本断面 中央开槽中央开槽 下稳定板下稳定板 续 续 0246810121416 5 10 15 20 25 30 35 3o 0o 3o 风偏角 o Ucr m s 下降下降18 8 18 8 开槽开槽0 6m 0 6m 下稳定板下稳定板 高 高0 25H0 25H桁架 桁架 二 大跨度桥梁斜风颤振性能二 大跨度桥梁斜风颤振性能二