悬臂水平分离板对超大跨度桥梁颤振控制的研究

"这篇论文是2011年发表在《同济大学学报(自然科学版)》第39卷第11期的一篇研究，作者是张宏杰、朱乐东等人，属于自然科学领域，主要探讨了箱形主梁悬臂水平分离板在改善超大跨度钢箱梁斜拉桥颤振稳定性上的效果和作用机制。通过风洞试验，他们研究了中央稳定板、中央开槽等不同气动控制措施，发现悬臂水平分离板（CHSP）是最有效的颤振控制手段，尤其在+3°风攻角下。通过二维三自由度耦合颤振分析，揭示了CHSP如何影响颤振驱动机理和形态，并指出其效果与板宽和风攻角密切相关。论文还分析了CHSP的控制机理，即通过改变扭转牵连运动的气动阻尼变化规律和自由度耦合效应来改善颤振性能。关键词包括超大跨度桥梁、颤振控制、悬臂水平分离板、控制机理和颤振形态。" 该论文的核心知识点包括： 1. **颤振控制**：颤振是桥梁在风荷载作用下可能出现的一种不稳定的振动现象，对桥梁的安全性和耐久性构成威胁。颤振控制是通过各种措施减少或消除这种振动，确保桥梁的稳定性。 2. **悬臂水平分离板（CHSP）**：CHSP作为一种气动控制措施，被证明在改善颤振性能上效果显著。它通过改变桥梁表面的气流特性，降低风对桥梁的作用力，从而抑制颤振的发生。 3. **风洞试验**：为了研究不同控制措施的效果，研究人员进行了节段模型风洞试验。风洞试验是一种模拟真实环境风荷载的实验方法，用于评估桥梁在风中的响应。 4. **二维三自由度耦合颤振分析**：这是一种高级分析方法，考虑了桥梁在垂直、横向和扭转三个自由度上的振动，更全面地理解颤振机理和形态。 5. **颤振驱动机理**：论文探讨了CHSP如何改变扭转牵连运动产生的气动阻尼随风速变化的规律，这是理解颤振控制效果的关键。 6. **颤振形态**：分析了加装CHSP前后桥梁颤振形态的差异，显示了分离板如何影响振动模式。 7. **风攻角影响**：风攻角是指风向与桥梁轴线之间的角度，研究表明CHSP的颤振控制效果与风攻角有密切关系，需要综合考虑不同攻角下的效果来确定最佳分离板宽度。 8. **设计优化**：合理选择CHSP的宽度是颤振控制策略的重要组成部分，需要根据桥梁的具体条件和风环境进行综合考虑。 这些知识点对于桥梁设计、结构工程、风工程和交通基础设施的安全性具有重要的理论和实践意义。