桥梁风振专题52428.ppt

1、a,1,桥梁风振概述,桥梁风致病害典型案例 桥梁风振的主要形态 桥梁风工程的主要研究方法 桥梁风致振动的减振措施,桥梁风振概述,a,2,陈政清桥梁风工程 项海帆现代桥梁抗风理论与实践 项海帆桥梁概念设计,主要参考资料：,桥梁风振概述,a,3,桥梁风致病害典型案例,塔科马大桥：1940年建成，三跨连续加劲梁悬索桥，主跨853m，宽11.9m,加劲梁为H型板梁，梁高2.45m。 建成4个月后，在18m/s的风速(8级)作用下，发散振动持续70min。最后，吊杆断裂，加劲梁坠落河中。 原因：颤振失稳。,塔科马大桥风毁实例,桥梁风振概述,a,4,塔科马大桥风毁实例,桥梁风振概述,a,5,1818-18

2、40年风毁桥梁案例,桥梁风振概述,a,6,主桥为10跨一联的钢箱梁连续梁桥，最大跨度240m，宽22.9m, 梁高6-11.5m。 在16-17m/s的风速作用下，发生竖向涡激振动，跨中振幅达50 cm。 安装16台可调质量阻尼器（TMD），涡激振动振幅只有5 cm。,日本东京湾通道桥的涡激共振,桥梁风振概述,a,7,日本名港西大桥（MeikoNishi）、洞庭湖大桥均实测到拉索在风雨共存的条件下，发生风雨振。称为影响最大的一种桥梁病害。,斜拉索风雨振,桥梁风振概述,a,8,桥梁风振的主要形态,桥梁风振概述,a,9,气动弹性现象：气流中的弹性体发生变形或振动，从而改变气流边界条件，引起气流力的

3、变化，反过来又引起弹性体新的变形与振动，这种气流力与结构相互作用的现象即为气动弹性现象。,桥梁风振概述,颤振：扭转发散振动或弯扭发散振动。如塔克马桥的桥面扭转振动，飞机机翼振动,驰振：细长结构因气流自激作用发生的纯弯曲大幅振动。如结冰电线振动，塔柱、吊杆、拉索容易产生驰振形象。,a,10,桥梁风振概述,抖振：气流力受结构振动影响较小，气流力是一种强迫力，主要是大气紊流导致结构强迫振动。,涡振：大跨度桥梁在低风速下容易发生的一种风致振动。,a,11,桥梁风振的研究方法,运用空气动力学原理，建立各类风荷载的数学模型，应用结构动力学的方法，求解各类风致振动及其稳定性。 西奥多尔森(Theodorse

4、n)理想平板颤振自激力理论；斯坎伦(Scanlan)桥梁断面颤振理论；达文波特（Davenport）抖振准定常理论。 桥梁风工程的进一步发展，有待于基本理论框架的新突破。,理论分析,桥梁风振概述,a,12,目前，风洞试验是一个十分重要且不可替代的手段。风洞试验包括：节段模型试验，全桥模型试验等。,风洞试验,桥梁风振概述,a,13,目前，风洞试验是一个十分重要且不可替代的手段。风洞试验包括：节段模型试验，全桥模型试验等。,中南大学桥梁工程系,风洞试验,第六章 桥梁风振概述,a,14,实桥测量风振特征与参数，是一种很好的研究手段，尤其是桥梁发生风致病害时，研究价值更大。塔克马桥的实况录像为桥梁事故

5、原因分析以及桥梁风工程发展起到了重要的推动作用。,现场观测,桥梁风振概述,a,15,应用计算流体力学方法，在计算机上实现桥梁风振全过程，称为数值风洞技术。,数值模拟,桥梁风振概述,a,16,桥梁风振的减振措施,引起桥梁振动的风荷载性质与桥梁外形有关。在不改变桥梁结构与使用性能的前提下，适当改变桥梁外形或附加一些导流装置，往往可以减轻桥梁风振。如：,空气动力学措施,桥梁风振概述,加装风嘴、中央开槽、稳定板，使桥梁截面接近流线型，避免或推迟漩涡脱落发生，增大竖向振动空气阻尼。,a,17,桥梁风振概述,a,18,桥梁风振概述,加装风嘴、中央开槽、稳定板，使桥梁截面接近流线型，避免或推迟漩涡脱落发生，增大竖向振动空气阻尼。,a,19,桥梁风振概述,斜拉索表面制造成凹痕或螺旋线，可以减轻斜拉索风雨