通过并列耦合双吊索节段模型的整体测振与测力风洞试验,研究不同间距下双吊索的整体振动行为与气动阻尼特性。引入驰振气动阻尼非线性项的动力方程模型,得到非线性振动的近似解析方法。基于弹性悬挂节段模型动力响应识别出驰振非线性气动参数,并与经典单自由度驰振理论结果进行对比分析。研究结果表明:并列耦合双吊索在一定工况下会发生剧烈的整体尾流致振现象,结构阻尼比对其起振风速影响明显;经典驰振理论求得的气动负阻尼绝对值要小于识别得到的气动负阻尼绝对值,横、顺风向两自由度耦合失稳较单自由度驰振更易发生。

为使磁流变（MR）阻尼器摆脱对外部电源的依赖,基于振动能量回收技术构建了由旋转式永磁直流电机与只需较小能量供给的MR阻尼器集成的自供电MR阻尼器减振系统,测试了能量回收电机的电学性能与自供电MR阻尼器的力学性能,并定性分析了自供电MR阻尼器被动控制的减振机理。结果表明：自供电MR阻尼器可行性强,性能优越,且兼具速度反馈与离复位控制特性。

针对大跨度桁架加劲梁悬索桥气弹模型设计中主梁等效刚度计算问题，以矮寨大桥为实例，建立不同长度空间桁架加劲梁节段模型有限元模型，通过悬臂梁位移法反算得到主梁的等效刚度特性，研究了不同荷载施加方式以及不同梁段长度对等效刚度特性的影响。在此基础上，进一步采用等效弹簧模拟桥塔及边主缆对主跨的约束刚度，简化了边主缆和桥塔，设计了刚性桥塔结合主缆串联等效弹簧的等效单主梁气弹模型，使气弹模型更加充分的反映主跨结构的风振响应。

针对风驱雨作用下桥梁主梁的附加气动效应问题,首先,依据风驱雨作用和主梁振动特点,给出了分别考虑雨滴冲击和表面积水后的降雨相似关系。然后,以几类典型主梁截面为例,实现了不同雨强和攻角下的节段模型动力特征与涡振、颤振发生过程测试。试验结果表明随着雨强的增大,结构振动频率降低,但即使试验雨强达到120 mm/h,改变量也仅在3%左右;阻尼比随雨强增加而增大,但增加量较小;降雨时的起振和结束风速、区间长度和数目不变,有雨时涡振振幅小于无雨时结果,试验雨强较大时减小明显,但考虑本文的雨强相似关系后,其均接近700 mm/h左右的国内短时极值雨强,可知降雨对结构动力特性和涡振响应的影响非常有限。随着雨强的增大,主梁截面的颤振气动导数变化无明显规律,各导数的变化量值相当,随风速增加,降雨引起的导数变化有所加大,但基本没有...

针对大跨度斜拉桥拉索在常遇风速下的涡激振动问题,以苏通长江公路大桥为研究对象,首先对斜拉索风致振动响应实测数据进行分析,然后分别针对表面凹坑和表面光滑缠绕小直径螺旋线拉索进行了节段模型风洞试验,研究了不同阻尼比、不同螺旋线参数对拉索涡振的控制效果,最后对推荐采用的螺旋线措施进行了表面凹坑拉索模型测力试验。结果表明在低阻尼比条件下,表面凹坑拉索和表面光滑缠绕小直径(0.014D和0.025D,D为拉索直径)双螺旋线拉索存在明显的涡振现象;增加阻尼比或设置线径为0.071D、螺距为12D的双、三螺旋线可有效减小拉索涡振振幅;设置线径为0.071D、螺距为12D的双、三螺旋线时,表面凹坑拉索阻力系数分别比不设置螺旋线时表面凹坑拉索阻力系数增大30.8%-48.0%和60.7%-80.6%,而表面凹坑拉索竖向力系数根方差较不设置螺旋线时表面凹坑拉索竖...

新建甬州铁路桃夭门大桥为主跨666 m的分离式三箱梁斜拉桥,与既有桃夭门公路大桥并列布置且距离较近,两桥主梁间的气动干扰是大桥抗风设计中必须考虑的关键因素。基于节段模型风洞试验方法,研究新桥单独存在和新桥和既有桥梁同时存在时新桥和既有桥梁的涡振性能,分析分离式三箱梁新桥与单箱梁既有桥梁之间气动干扰效应对主梁涡振性能的影响。在新桥单独存在时,分离式三箱梁新桥产生了大幅涡振,在开槽处设置格栅板能显著降低涡振响应;此外采用CFD仿真结果显示,开槽处设置格栅板后漩涡脱落明显降低而抑制了涡振。气动干扰研究结果表明在不同风向下,新桥和既有桥梁之间的气动干扰效应对主梁的涡振性能影响不同。新桥位于迎风侧时,新桥的涡振性能与新桥单独存在时基本一致,下游既有桥梁对其涡振性能影响很小;迎风侧新桥的存在减小...

由于涡激力沿展向并不完全相关,在均匀流条件下基于宽高比为5:1的矩形截面多点弹性支撑气弹模型,开展风洞试验,对气弹模型在高阶模态振动状态下以及静止状态下的涡激力展向相关性进行研究。研究结果表明:气弹模型的各竖弯模态均出现了频率相同的2个涡振区间,第1涡振区间的表观St数为0.22,第2涡振区间的表观St数为0.11;高阶模态振动状态下,不同模态的第1个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大值位于涡振幅值最大处,而第2个涡振锁定区间内升力展向相关系数最大为位于涡振锁定区间的上升段而非涡振幅值的最大处,且与节段模型的升力变化规律相似;静止状态下气弹模型的升力展向相关性系数随着风速(雷诺数)的增加而表现出升高的趋势,且随展向间距增加而逐渐趋于0。

以岳阳洞庭湖二桥为工程依托,采用风洞试验方法分别对板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态横桥向三分力系数及顺桥向阻力系数随风攻角、风偏角的变化进行了试验研究,比较了不同长度补偿段模型对试验结果的影响,基于试验结果拟合了板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数随风偏角变化表达式.结果表明:进行斜风作用下板桁结合加劲梁顺桥向气动力测试时,当补偿段模型长度约为测力模型长度的30%左右时基本可以满足精度要求;板桁结合加劲梁成桥状态和施工状态顺桥向阻力系数均随风偏角的增加而先增大后减小,当风偏角约为50°~55°时达到最大;板桁结合加劲梁横桥向阻力系数随风偏角的增大而先增大后减小,当风偏角为5°~10°时达到最大,约为风偏角为0°时阻力系数的1.05倍.

针对开槽变截面这一新型桥梁断面,为研究其颤振与涡振性能,以某人行桥为工程背景,制作缩尺比为1/29的全桥气弹模型进行风洞试验。设计电涡流杠杆式和悬臂式TMD,研究其减振效率。研究表明:在0°和±3°风攻角和0°,15°,30°,45°,60°和90°风偏角下,主梁颤振临界风速均大于颤振检验风速(104.4 m/s);设计基准风速范围(0~58.4 m/s)内,在0°和±3°风攻角及0°,15°和30°风偏角下,主梁发生1阶竖弯、1阶扭转及2阶竖弯涡振;与0°风攻角相比,在+3°风攻角下,1阶与2阶竖弯涡振风速锁定区间有延迟,振幅分别减小和增大;布置TMD之后,涡振风速锁定区间几乎不变,振幅最大值对应的风速减小,振幅分别减少46%,47%和77%。

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立MR-TLCD与单自由度结构耦合动力方程,从耗能受力角度详细阐述MR阻尼力、TLCD液体恢复力是阻尼力还是负阻尼力。基于MTALAB/Simulink工具箱,仿真分析单自由度被控结构受风致振动时简单双态控制、离复位控制和两级双态控制三种半主动算法下的减振效果。结果表明提出的两级双态控制算法效果最优,离复位控制次之,简单双态控制远好于被动控制效果。综合考虑MR-TLCD与被控结构组成的动力系统,两级双态控制最趋于稳定。三种控制算法均显示良好控制效果,且结构位移控制效果略好于结构加速度。