[01244731]特大型桥梁风、雨作用监测与模拟技术研究

项目组开展了5座典型特大型桥梁的风、雨耦合作用下的监测工作，研发了一系列实测装置用于依托工程，获得了风、雨共同作用下特大型桥梁风、雨效应的宝贵原始数据。

建立了不同地貌特征（沿海、湖区、山区）下的风参数模型、雨参数模型及风雨共同作用的概率模型，研究了这些参数的提取与计入方法。

系统研究了风致悬索桥涡激振动及其减震措施;建立风雨耦合的风洞模拟相似理论，开展了不同断面型式的桥梁节段模型试验与全桥试验，深入研究了风雨耦合作用下雨参数对风致桥梁效应的影响程度。

根据不同的模拟理论，实现了流-液-固三相耦合的CFD数值模拟方法，并对不同桥梁断面与全桥模型进行了风雨耦合作用数值模拟，并与风洞试验结果进行对比，同时开展了山区地貌下的风流场特性研究，研发相关的数值模拟分析软件并获得软件著作权。

根据现场实测、风洞试验及数值模拟研究成果，开展风雨耦合作用修正参数研究，并提出风雨耦合作用的特大型桥梁相关设计规范条文建议。

本项目通过现场实测、风洞试验与数值模拟相结合开展研究工作，项目组按照合同要求和研究工作大纲内容，己完成了规定任务，达到了预期的考核指标。

详细指标如下：

（1）本项目着眼于解决特大型桥梁在风雨耦合作用下的风、雨荷载效应问题，在已有研究成果进行补充完善和技术提升，取得了以下主要理论成果：

1)研发了适合各种风雨环境、具有自动采集与传输的风雨耦合作用观测系统;建立了新型结构低频风致振动的阻尼减振设计理论与评估方法;提出风、雨耦合作用场中风、雨特征参数和风雨作用响应特征参数的提取技术与计入方法。

2)建立了风-雨耦合的风洞模拟相似理论，开发了多参数降雨控制装置及其参数控制方法;研究了风-雨耦合作用的风洞试验模拟技术，开展了相应不同桥梁断面的节段模型试验与全桥试验;提出了特大型桥梁风-雨耦合作用风洞试验指南。

3)提出了在给定风、雨以及结构条件下真实模拟流-液-固三相耦合的CFD模拟技术;实现了风场、雨滴大小与轨迹、风雨耦合作用的数值模拟，开发了相应的分析软件。

4)基于长期的风、雨参数现场实测数据，对风雨场的分布规律进行了参数模型的归纳提取;根据试验和实测结果提出了降雨对主梁三分力系数改变、频率变化以及阻尼改变的风雨耦合参数模型，给出了降雨对涡振、颤振和抖振的影响规律。

（2）完成了研究总结报告和涵盖7个专题研究的三个课题分报告： ①风、雨耦合作用观测及提取技术研究报告; ②风、雨耦合作用试验与数值模拟技术研究报告; ③风、雨耦合作用模型及参数研究报告。

（3）提交10个试验报告： ①琼州海峡跨海大桥桥址现场观测报告; ②厦漳大桥现场实测与研究报告; ③澧水大桥风雨作用现场观测与模拟试验报告; ④矮寨大桥现场观测试验报告; ⑤洞庭湖大桥现场观测试验报告; ⑥风雨耦合作用下的静三分力试验报告; ⑦风雨耦合作用下的涡振试验报告; ⑧风雨耦合作用下的颤振试验报告; ⑨风雨耦合作用下索网体系动力响应试验报告; ⑩风雨耦合作用下的全桥气弹模型试验。

（4）在国内外权威刊物发表30篇科技论文。其中14篇被三大检索（SCI/EI/ISTP）收录。参加国际、国内学术会议9人次并宣读论文成果，扩大了本项目的学术影响。

（5）授权专利14项，其中发明专利3项，软件著作权1项。

（6）课题组成员晋升高级职称4人，培养全日制硕士12名，博士6名;通过专题讲座，培训桥梁管理人才300多名。