现代桥梁抗风理论与实践PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 桥梁风毁事件的回顾（1818～1940年） 1

第二节 桥梁抗风基础理论的建立（1940～1980年） 3

第三节 现代桥梁抗风理论的发展（1980～2000年） 4

参考文献 6

第二章 近地边界层风特性及其风洞模拟技术 7

第一节 概述 7

第二节 强风平均风速剖面特性观测与分析 8

一、引言 8

二、大气风廓线仪及其在平均风速剖面观测中的应用 8

三、台风大风的风速剖面特性 9

四、冬季大风的风速剖面特性 12

一、引言 13

第三节 风速风向联合分布概型及其在极端风速估计中的应用 13

五、小结 13

二、风速风向联合分布概型 14

三、极端风速估计应用 19

第四节 强风湍流特性观测与分析 21

一、引言 21

二、强风湍流特性两种分析方法的比较 22

三、湍流积分尺度的分析方法 24

四、台风的湍流特性观测与分析 27

第五节 大气边界层风特性的风洞模拟技术 32

一、引言 32

二、大气边界层风洞模拟技术 33

三、尖劈和粗糙元被动式模拟技术的改进 36

四、振动尖劈主动模拟技术 40

参考文献 47

第六节 结语 47

第三章 桥梁风振理论的精细化 50

第一节 概述 50

一、桥梁颤振研究 50

二、桥梁抖振研究 51

三、精细化实践 51

第二节 颤振频域分析的精确方法 52

一、桥梁颤振理论发展 52

二、多模态法和全模态法 57

三、颤振算例分析 64

第三节 抖振频域分析的耦合方法 71

一、桥梁抖振理论发展 71

二、多模态耦合方法 77

三、抖振算例分析 80

一、桥梁风振时域分析发展 88

第四节 颤抖振时域分析的增量方法 88

二、非线性增量方法 89

三、颤抖振算例分析 97

第五节 结语 104

参考文献 105

第四章 桥梁构件的气动参数识别 110

第一节 概述 110

第二节 气动导数识别方法综述 111

一、竖向和扭转气动导数识别 111

二、侧向气动导数识别 115

三、节段模型强迫振动法 116

四、紊流场中的气动导数识别 118

第三节 基于节段模型试验的气动导数识别方法 121

一、最小二乘法 121

二、耦合自由振动测压法 130

三、特征系统现实算法 133

四、紊流场气动导数识别的随机子空间法 135

第四节 基于拉条模型和全桥气弹模型试验的气动导数识别方法 139

一、基本原理 139

二、应用实例 141

第五节 桥梁断面气动导纳识别方法 144

一、气动导纳及其识别方法综述 144

二、基于紊流场节段模型试验的气动导纳系统辨识法 148

第六节 结语 151

参考文献 152

第五章 斜拉桥拉索风雨激振及其控制 157

第一节 概述 157

第二节 模拟降雨条件下拉索风雨激振试验 158

一、风洞、模拟降雨装置及试验工况 158

二、风雨激振的主要特征及参数影响 159

三、拉索空间姿态对上水线位置的影响 162

第三节 拉索模型测压和测力试验 163

一、用于测压试验的风洞设备和模型 163

二、测压试验工况 165

三、气动力系数的定义 165

四、测压试验结果 165

五、二维拉索模型测力风洞试验 168

第四节 拉索风雨激振稳定性研究 169

一、拉索风雨激振运动微分方程 169

二、拉索风雨激振的稳定性判据 171

三、拉索风雨激振稳定性分析 173

四、试验研究 174

第五节 拉索风雨激振机理的一个新的解释 175

一、理论公式 175

二、拉索风雨激振的特征与机制 176

三、和试验结果的比较 178

第六节 斜拉索风雨激振控制的气动措施研究 178

一、风雨激振气动控制措施的试验研究 179

二、风雨激振气动控制措施的理论研究 186

第七节 机械阻尼器和辅助索对拉索风雨激振的抑制作用 192

一、拉索模拟人工降雨下的机械阻尼减振作用 193

二、机械阻尼器对风雨激振的抑制作用 194

三、辅助索对风雨激振的抑制作用 196

第八节 结语 201

参考文献 201

第六章 桥梁颤振机理及气动控制措施 205

第一节 概述 205

第二节 二维三自由度耦合颤振分析 206

一、二维颤振基本方程 207

二、解耦扭转振动效应 208

三、解耦竖向振动效应 212

四、解耦侧向振动效应 213

五、三自由度耦合振动分析 214

第三节 典型断面颤振形态及驱动机理 217

一、流线型平板断面 217

二、钝体矩形断面 221

三、闭口钢箱梁断面 225

四、分离双主梁断面 226

五、桥梁断面颤振机理 227

第四节 气动措施的颤振控制作用 228

一、边缘风嘴措施 229

二、中央开槽措施 231

三、中央稳定板措施 237

第五节 结语 241

参考文献 242

第七章 桥梁风振的概率性评价与可靠性分析 246

第一节 概述 246

一、桥梁结构组成 246

二、抗风设计要求 247

三、桥梁风振分析 247

第二节 风振可靠性系统和分析方法 248

一、风振可靠性系统 248

二、风振可靠性计算 249

第三节 颤振稳定失效概率性评价 250

一、桥梁颤振评价 250

二、颤振稳定失效模式 253

三、一次二阶矩理论 255

四、中心点法 257

五、验算点法 260

六、概率性评价算例 263

第四节 抖振安全失效可靠性分析 266

一、首次超越失效模式 266

二、基于超越时间方法 268

三、基于超越极值方法 272

四、抖振可靠性分析步骤 274

五、抖振可靠性分析算例 277

第五节 涡振刚度失效概率性评价 282

一、涡振锁定风速 282

二、累计涡振时间 285

三、首次涡振概率 290

第六节 结语 295

参考文献 295

第一节 概述 297

第二节 流体动力学的基本理论和计算方法 297

第八章 CFD技术及其在桥梁气动弹性数值模拟中的运用 297

一、流体流动的基本方程及湍流的直接模拟 298

二、湍流的雷诺时均模拟 299

三、湍流的大涡模拟 301

四、流体动力学离散数值计算的基本方法 301

第三节 有限单元法计算二维桥梁断面的气动弹性问题 303

一、二维任意变形区域内流体的控制方程 303

二、平面刚体运动区域内流体的控制方程 305

三、控制方程的有限单元法求解 305

四、桥梁断面气动导数和颤振临界风速的计算 307

第四节 离散涡方法计算二维桥梁断面的气动弹性问题 312

一、涡方法求解流体与运动刚性物体动力耦合问题的控制方程 313

二、粘性流体与运动刚体动力耦合问题的涡量边界条件 314

三、涡量场的对流及扩散计算 319

一、典型桥梁主梁断面气动力计算 321

四、气动力的计算 321

第五节 离散涡方法在桥梁气动弹性分析中的运用 321

二、CFD技术在苏通大桥初步设计中的应用 324

三、稳定板提高∏形板梁颤振临界风速及其机理分析 327

第六节 结语 336

参考文献 337

第九章 斜风作用下桥梁抖振响应分析与实测案例研究 340

第一节 概述 340

第二节 斜风作用下桥梁抖振响应分析理论框架 342

一、基本假设 342

二、基本步骤 342

三、抖振力模型 344

四、自激力模型 350

五、抖振运动方程及其求解 351

一、青马大桥概况 355

第三节 青马大桥及WASHMS系统简介 355

二、WASHMS系统简介 356

三、WASHMS风速测量数据预处理 357

第四节 斜风作用下桥梁构件截面气动参数风洞试验 359

一、主梁截面六分量气动力系数 359

二、桥塔构件气动力系数 361

三、桥梁构件截面气动导数 363

第五节 青马大桥风特性与抖振响应现场实测 365

一、台风Sam登陆香港前夕的实测自然风特性 365

二、实测抖振加速度响应 368

三、实测模态阻尼比 373

第六节 青马大桥抖振响应分析及与实测结果比较 373

一、输入参数 373

二、主梁抖振加速度响应 376

三、主缆加速度响应 380

第七节 结语 383

参考文献 383

第十章 桥梁等效风荷载理论 387

第一节 概述 387

第二节 桥梁等效风荷载计算的基本理论和方法 388

一、平均风荷载 390

二、背景响应风荷载计算 390

三、惯性风荷载 391

第三节 实用的等效风荷载计算方法 393

一、等效风荷载计算方法 393

二、计算共振响应的准则 394

第四节 大跨斜拉桥等效风荷载简化公式 395

一、最大单悬臂状态 396

二、最大双悬臂状态 401

三、成桥状态等效风荷载 404

四、不同响应简化公式 405

第五节 苏通大桥计算实例 406

一、基本资料 406

二、风荷载效应分析比较 407

第六节 结语 410

参考文献 411

第十一章 大跨度桥梁的静风稳定性 413

第一节 概述 413

第二节 三维非线性空气静力稳定性分析方法与程序实现 414

一、静风荷载非线性的计算方法 414

二、结构平衡方程及求解策略 415

三、程序实现 416

一、缆索承重桥梁非线性静风稳定性全过程分析 417

第三节 缆索承重桥梁非线性空气静力稳定性分析 417

二、空气静力失稳机理研究 419

三、两种特殊现象的解释 420

四、非线性因素影响及参数分析 422

五、缆索承重桥梁空气静力失稳与动力失稳（颤振）的比较分析 426

第四节 静风荷载作用下大跨度钢拱桥稳定性分析 426

一、静风荷载作用下大跨度钢拱桥极限承载力分析 426

二、静风荷载作用下大跨度钢拱桥施工稳定性分析 433

第五节 悬索桥非线性空气静力稳定性实用方法 439

一、引言 439

二、大跨径悬索桥静风扭转发散的实用方法 440

三、计算大跨径悬索桥侧向静风载效应的实用方法 442

第六节 结语 445

参考文献 446

第十二章 总结与展望 448