强风荷载作用下,桥梁拉索、吊杆等风振敏感构件很可能发生大幅的风致振动,导致构件连接部位的疲劳损伤或断裂,造成安全隐患和不良的社会影响。虽然预测和防止失效的任务是整个构件或桥梁结构,但损伤却是源于材料或构件局部的微损伤,这就涉及跨越几个空间尺度的多尺度损伤非线性演化问题,需要采用多尺度理论进行分析。强风信号多为非平稳信号,仍采用平稳风速假定会导致较大的分析误差。本研究项目主要依靠湖南岳阳洞庭湖三塔混凝土斜拉桥为工程背景,采用混和有限元等建模策略、基于子结构和多位移约束方法建立桥梁风振敏感构件的多尺度损伤分析有限元模型;基于小波多尺度分析,建立了斜拉索风雨振时非平稳的风速模型,并进而得到非平稳的风雨振风场特性,为斜拉索风雨振的深入、精细研究提供重要的研究基础新的途径。同时,针对拉索风致疲劳、钢桁梁桥吊杆的疲劳损伤问题也进行了深入研究,期望探明风振敏感构件的多尺度损伤累积和演化规律。课题研究针对桥梁风振敏感构件风振损伤累积演化的热点问题,引入多尺度概念,采用多尺度分析理论和方法进行研究,研究成果有重要的理论意义和工程实用价值。
英文主题词muti-scale; cable-stayed bridge; wind-induced vibration; nonstationary; fatigue damage