强台风登陆过程大跨桥梁风特性特征及其抖振响应分析

赵 林，吴风英，潘晶晶，宋丽莉，葛耀君

(1.同济大学 土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2.同济大学 桥梁结构抗风技术交通运输行业重点实验室，上海 200092；3.中国气象科学研究院，北京 100081)

0 引 言

我国东南沿海地区面临的西北太平洋海域是全球发生热带风暴最多的海域之一，台风对沿海柔性结构的影响日益突出，近些年已逐渐成为控制结构设计与施工的重要荷载因素，设计和科研部门对于台风气候条件下的风场特征也愈加重视。大跨桥梁在脉动风荷载作用下存在明显的抖振响应。抖振响应通常不会引起结构破坏，但对主梁构件疲劳损伤和桥上行车舒适度等会造成显著影响。随着桥梁跨径的增加，大跨桥梁抖振响应分析愈发重要[1-7]。目前对于台风气候下风特性及桥梁结构风致行为的研究有待深入，开展台风环境中下的桥梁风致响应研究十分必要。

来流脉动风作用下大跨桥梁产生限幅强迫振动，近年来风致抖振响应研究已经取得了明显进展。目前抖振响应分析主要有频域分析和时域分析方法。早期桥梁抖振响应主要采用频域法分析，但由于频域法在分析过程中只能考虑一定阶数的模态，结果为结构响应值的统计特征，这对大跨桥梁等非线性结构并不完全适用。Davenport在考虑了空间变化特征及来流非稳态特征的基础上首次提出了抖振分析的框架[8]。Scanlan在抖振分析中引入颤振导数来表征自激力的概念[9]。全耦合三维抖振分析方法的提出，避免了多模态和模态间耦合的影响[10-14]。……