缺乏细观层面研究的现状使得桥梁风振机理研究理论框架不完善,难以获取对桥梁风振机理的透彻认识,也直接影响了桥梁风振控制措施的研究效率。本项目通过将PIV技术应用到桥梁风振研究中,实现细观、宏观研究成果的结合,无论是在理论框架完善还是工程应用指导上都具有重要意义。研究工作主要取得以下成果1)建立了PIV流场测试系统,并通过空风洞流场校测、方柱和圆柱体绕流试验检验了其可靠性;2)测试和分析了闭口箱梁和H形主梁两种典型桥梁断面的绕流旋涡运动规律及其同结构所受非定常气动力的关系,提出了采用单幅PIV速度场获得斯托罗哈数的方法,并推导了采用结构周围气流速度场时间序列获得结构气动力的理论公式;3)建立了细观与宏观层面相结合的、更适合于澄清桥梁风振机理的研究方法;4)对平板、闭口箱梁和H形主梁三种典型桥梁断面的气动阻尼、自由度耦合效应、结构运动同周围流场旋涡生成和运动规律的关系进行了研究,从宏观、细观两个层面对大跨度桥梁风振机理进行了分析和总结。5)对中央开槽和稳定板颤振控制、导流板涡振控制措施的控制效果和原理以及气动控制措施的交叉影响开展了深入研究,并对今后桥梁风振气动控制的研究思路提出了建议。
英文主题词Long-span bridge; Wind-induced vibration mechanism; Vibration control for bridges; Mechanism of vibration control measures; Particle Image Velocimetry