中文摘要：

在大跨径桥梁的风致振动分析中，各种类型的气动参数扮演着重要角色，其中尤以气动导数和气动导纳最受关注。气动导数和导纳一般通过节段模型风洞实验得到，但目前所采用的瞬态激励法在高风速下精度降低而强迫振动法则需要专门的激励设备，这些问题可望通过随机方法解决。随机方法无需人为激励，直接在紊流风场中的随机响应上识别导数和导纳，更为简单易行，并且识别在结构实际工作状态下进行，所得结果更能反映实际情况。本课题首先建立紊流风场中气动参数识别的随机方法，对方法展开多方面验证并将算法软件化。然后采用所研究的方法，在风洞中通过节段模型测振实验，详细研究各种因素（包括风场紊流度和积分尺度、来流攻角、折减风速、模型断面外形、模型质量和转动惯量、弯扭频率比）对气动导数和导纳的影响，分析其变化规律。研究所得的导数和导纳的变化规律可以为桥梁设计提供参考，所研究的算法和软件可以为风洞实验提供新的简单易行的实验途径。

结论摘要：

气动导数和气动导纳是桥梁风工程领域的两类重要气动参数，在大跨径桥梁的风致振动分析中扮演着非常重要的角色。当前气动导数和气动导纳主要通过风洞自由测振、测力或测压试验来确定，但是在紊流风场中，这些试验方法均不同程度地表现出一些不能如实反映工程实际状况的问题。本项目进行了以下研究（1）提出了紊流风场中桥梁结构气动导数和气动导纳识别的随机子空间方法；清晰推导论证了方法的理论基础，并对方法进行了细致的数值仿真研究，验证了方法的可靠性与可行性；（2）对方法进行了软件化以便应用于实际风洞试验；在风洞中完成了不同紊流度和紊流尺度的紊流风场模拟，对典型断面桥梁结构在所模拟的紊流风场中的气动参数进行了研究和比较；（3）研究了阻尼矩阵和刚度矩阵的非对称性对所提出的识别方法的识别精度的影响。研究表明阻尼矩阵和刚度矩阵的非对称性对方法识别精度的影响不明显；（4）初步研究了风雨激励下桥梁结构气动导数的识别。研究表明桥梁结构在风雨共同作用下的气动导数与单独风载荷作用下的气动导数有一定差异；（5）初步研究了气动导数之间的相互关系。研究表明气动导数之间的近似关系仅对某些桥梁断面成立，不具有普适意义。